基于高效自適應電荷泵的白光LED驅(qū)動電路研究.pdf

1、包括手機和MP4在內(nèi)的便攜式電子設備的越來越普遍，產(chǎn)生了對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)動芯片由于采用無電感設計，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用中占據(jù)了重要地位。
　　本文設計和分析的一種基于高效自適應電荷泵的白光LED驅(qū)動芯片，是和某公司合作的產(chǎn)品。它采用某商業(yè)0.6um標準CMOS工藝制成，使用1X/1.5X/2X三種模式電荷泵來提升系統(tǒng)效率，系統(tǒng)能夠根

2、據(jù)鋰電池電壓和白光LED負載的變化，自動在這三種模式中切換，選擇合適的模式以盡可能延長鋰電池的使用壽命。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，該芯片最多同時驅(qū)動5個背光LED和2個閃光LED，其最大電流分別為30mA和200mA。該芯片兼容I2C控制接口對背光和閃光LED驅(qū)動電流，分別實現(xiàn)16級和32級亮度可調(diào)。此外，芯片內(nèi)置過溫保護功能；采用1X、1.5X和2X軟啟動設計，防止啟

3、動階段功率開關管上的浪涌電流產(chǎn)生；關斷模式下，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鍵性能參數(shù)。在此基礎上，本文分別從電荷泵拓撲選擇、開關實現(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構。此外，本文還介紹了白光LED恒流驅(qū)動的相關知識。在子電路分析仿真中，本文主要從各模塊工作原理，設計仿真結果分析等方面分別對振蕩器模塊、模