基于恒流架構(gòu)的Boost型LED背光驅(qū)動芯片XD1430的設(shè)計(jì).pdf

1、近年來，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，白光LED的功耗逐漸降低，亮度逐漸升高，成為LCD背光源驅(qū)動的主流背光源。本文結(jié)合白光LED的發(fā)光原理以及驅(qū)動特性，設(shè)計(jì)了一款基于恒流架構(gòu)的Boost型6路白光LED背光驅(qū)動器，其可以作為大型LCD背光源驅(qū)動。
　　單個白光LED的發(fā)光亮度有限，為支持大型LCD背光源應(yīng)用需要多個白光LED的共同作用，并聯(lián)支路太多導(dǎo)致輸出電流過大，每一路串聯(lián)個數(shù)太多導(dǎo)致輸出電壓過高，綜合考慮這兩方面的因素，論文中白光LE

2、D采用串并聯(lián)結(jié)合的混合連接方式，最多并聯(lián)通路為6路，最高串聯(lián)個數(shù)可多達(dá)12個。而且由于白光LED正常工作時兩端的電壓比較高(3.4V左右)，所以輸出電壓相對較高，本文輸入電壓的指標(biāo)要求4.5V～28V，綜合考慮設(shè)計(jì)要求，需要采用升壓Boost轉(zhuǎn)換器。本文首先介紹了Boost轉(zhuǎn)換器的基本原理，為分析其交流特性，利用線性元件替換非線性的開關(guān)元件對其建模。然后對反饋控制方式峰值電流模進(jìn)行了詳細(xì)的闡述和探討，為保證反饋環(huán)路穩(wěn)定，考慮斜坡補(bǔ)償?shù)挠?/p>

3、響后對其進(jìn)行精確的交流小信號建模，計(jì)算環(huán)路的傳輸函數(shù)。
　　在LED電流驅(qū)動架構(gòu)的選擇上，考慮到流過白光LED的電流對其發(fā)光亮度的決定關(guān)系，以及恒壓架構(gòu)不容易對LED電流進(jìn)行調(diào)節(jié)兩方面的因素，本文選擇恒流源的結(jié)構(gòu)來驅(qū)動白光LED。利用峰值電流模升壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的反饋環(huán)路保證LED電流源正常工作以及穩(wěn)定恒流源上的電壓。LCD的背光源要求其驅(qū)動芯片可以自動調(diào)節(jié)發(fā)光亮度。本論文設(shè)計(jì)了模擬調(diào)光和PWM調(diào)光兩種形式，使白光LED電流在0～60

4、mA范圍內(nèi)可調(diào)。模擬調(diào)光是指LED電流跟隨直流輸入電平變化，主要應(yīng)用于對噪聲要求高、對發(fā)光質(zhì)量要求不是很高的場合。PWM調(diào)光是指LED電流以PWM開關(guān)信號方式輸出，占空比改變平均輸出電流大小，主要應(yīng)用于高亮度以及對噪聲度要求不高的場合，這兩種調(diào)光方式可以滿足大多數(shù)LCD背光應(yīng)用要求。為提高LED驅(qū)動電源的效率，LED電流不同時，反饋環(huán)路將恒流源的電壓恒定為不同的值，電流低時，恒流源上的電壓比較低，電流高時，恒流源上的電壓比較高。

5、　　在前三章對驅(qū)動芯片環(huán)路架構(gòu)原理、穩(wěn)定性以及白光LED恒流源架構(gòu)的分析基礎(chǔ)上，第四章詳細(xì)設(shè)計(jì)了驅(qū)動芯片中的五個典型子電路模塊，包括PWM調(diào)光信號產(chǎn)生電路、LED開路以及短路到地保護(hù)模塊、誤差放大器模塊、最小反饋電壓檢測模塊以及電感電流采樣模塊。
　　在芯片整體功能分析以及子電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，本芯片基于0.35μm BCD工藝，利用Hspice、Cadence等EDA仿真軟件對子模塊設(shè)計(jì)電路進(jìn)行仿真驗(yàn)證，在仿真過程中，綜合考慮電源、