高效率電荷泵LED驅動電路設計.pdf

1、隨著LED的廣泛應用，人們對其供電方面提出了更高的要求，高效率、低成本的供電系統(tǒng)越來越受到用戶的青睞。電荷泵以其電磁干擾(EMI)低、所占面積小、處于關閉或無負載時功耗特別低、設計相對簡單等優(yōu)點，已廣泛應用于各種LED驅動電路。因此，開展高效率驅動電路的研究具有實際意義。
　　 本文設計了一種低靜態(tài)功耗、高轉換效率的電荷泵LED驅動電路。電路的核心模塊為自適應電荷泵，隨著輸入電壓的不同，可以在1(x)/1.5(x)/2(x)升壓

2、模式中自動切換，以實現(xiàn)將較寬范圍的輸入電壓，高效率的轉換為一個恒定的輸出電壓。為了大幅減小由于輸出功率管的連續(xù)開關引起的開關損耗，電路采用了跳周期模式。該電路工作頻率設定為1MHz，需要的外部電容容量較小，通過開關轉換對兩個外部電容進行充放電實現(xiàn)升壓，無需電感元件，從而大幅降低了電磁干擾和應用成本。驅動電路包括偏置電路、電荷泵模式控制電路、帶隙基準電路、振蕩器與時鐘控制電路、誤差放大器電路、輸出過壓保護電路等模塊。基于0.5μmCMOS

3、工藝對各個模塊電路進行了晶體管級的設計。利用Cadence仿真工具spectre對電路進行了仿真、參數(shù)調(diào)整和驗證，最終使各個子模塊的功能和性能均滿足設計要求，且靜態(tài)電流控制在μA級。對整體電路仿真的結果表明:當負載電流為0～150mA，輸入電壓為2.7～5.5V時，電路可以輸出恒定的5V電壓，能夠滿足驅動六路并聯(lián)LED的應用要求，且關斷電流小于1μA;當輸入電壓等于3.6V時，靜態(tài)功耗僅為0.3mW。因此所設計的驅動電路為對靜態(tài)電流要求