集成I2C總線接口的白光LED驅動芯片的研究與設計.pdf

1、隨著手持式消費電子產品的快速發(fā)展,減少產品的功率損耗和提高電源效率已經成為一個相當重要的研究課題。白光LED由于具有壽命長、環(huán)保、低耗電量等優(yōu)點,已經成為手機、數(shù)碼相機、MP3等便攜式電子產品背光照明的最佳選擇。而其驅動技術是影響白光LED輸出性能的一個非常重要的因素。
　　本文深入研究和設計了一款采用升壓型DC-DC變換器架構、工作于電感電流斷續(xù)模式(DCM)的白光 LED驅動芯片。為減少復雜性,驅動芯片采用電壓反饋控制原理和P

2、SM調制方式;為使芯片能自動調節(jié)脈沖信號的占空比,設計的PSM模塊由分頻器、加減法計數(shù)器和脈沖調整電路組成;基準電壓采用帶隙電壓基準設計實現(xiàn);為了保證LED亮度均勻一致,設計了電壓-電流轉換模塊,可以使輸出電壓和流過LED的電流保持穩(wěn)定;在傳統(tǒng)驅動芯片基礎上,本文增加了I2C總線亮度控制方式,通過對I2C總線狀態(tài)機進行優(yōu)化能夠減少芯片面積和消耗的資源,芯片作為從機在I2C總線上工作,可以接受主機發(fā)送信息進行256級亮度控制;最后完成了驅

3、動芯片版圖設計。和傳統(tǒng)驅動芯片相比,本文設計的芯片具有多樣控制方式,能夠滿足便攜式背光電子產品不同應用要求。
　　根據(jù)分析所提出的驅動控制方案的原理,使用基于CSMC0.5um CMOS工藝采用Cadence Spectre軟件對白光 LED驅動芯片進行完整的電路設計和仿真。仿真結果表明,所設計驅動芯片的開關頻率為500KHz,輸入電壓范圍為2.7V-5.5V,最高的轉換效率達到85.1％,關斷電流小于0.8uA,最大輸出電壓為2