基于高效自適應(yīng)電荷泵的白光LED驅(qū)動(dòng)電路研究.pdf

1、包括手機(jī)和MP4在內(nèi)的便攜式電子設(shè)備的越來(lái)越普遍，產(chǎn)生了對(duì)鋰電池電源管理芯片的巨大需求。其中基于電荷泵的白光LED驅(qū)動(dòng)芯片由于采用無(wú)電感設(shè)計(jì)，外部組件少，系統(tǒng)效率高，成本低和走短小輕薄的發(fā)展路線，在中低功率電源管理應(yīng)用中占據(jù)了重要地位。
　　本文設(shè)計(jì)和分析的一種基于高效自適應(yīng)電荷泵的白光LED驅(qū)動(dòng)芯片，是和某公司合作的產(chǎn)品。它采用某商業(yè)0.6um標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝制成，使用1X/1.5X/2X三種模式電荷泵來(lái)提升系統(tǒng)效率，系統(tǒng)能夠根

2、據(jù)鋰電池電壓和白光LED負(fù)載的變化，自動(dòng)在這三種模式中切換，選擇合適的模式以盡可能延長(zhǎng)鋰電池的使用壽命。系統(tǒng)采用線性電荷泵模式，有效地降低了輸出電壓紋波。在鋰電池電壓從2.7V到5.5V之間變化時(shí)，該芯片最多同時(shí)驅(qū)動(dòng)5個(gè)背光LED和2個(gè)閃光LED，其最大電流分別為30mA和200mA。該芯片兼容I2C控制接口對(duì)背光和閃光LED驅(qū)動(dòng)電流，分別實(shí)現(xiàn)16級(jí)和32級(jí)亮度可調(diào)。此外，芯片內(nèi)置過(guò)溫保護(hù)功能；采用1X、1.5X和2X軟啟動(dòng)設(shè)計(jì)，防止啟

3、動(dòng)階段功率開(kāi)關(guān)管上的浪涌電流產(chǎn)生；關(guān)斷模式下，其靜態(tài)電流小于1uA。
　　本文首先分析了1.5X電荷泵和2X電荷泵基本工作原理，然后介紹了各種電荷泵控制模式及關(guān)鍵性能參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，本文分別從電荷泵拓?fù)溥x擇、開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)、環(huán)路穩(wěn)定性分析及電荷泵系統(tǒng)效率等方面做出分析，確定了本文采用的電荷泵整體結(jié)構(gòu)。此外，本文還介紹了白光LED恒流驅(qū)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)。在子電路分析仿真中，本文主要從各模塊工作原理，設(shè)計(jì)仿真結(jié)果分析等方面分別對(duì)振蕩器模塊、模