非隔離led恒流驅動芯片的研究(1)

1、論文題目：非隔離LED恒流驅動芯片的研究專業(yè)：微電子學與固體電子學碩士生：周吉鴻（簽名）指導教師：劉樹林（簽名）摘要如今隨著能源緊張和環(huán)境污染等問題的逐漸突出，LED燈具與普通照明燈具相比具有發(fā)光效率高、無污染等優(yōu)點，是近年來最有發(fā)展前景的高新技術之一。LED燈具只有在恒流驅動時才能最大程度的發(fā)揮其性能，另外非隔離驅動相比隔離驅動具有更高的效率、更低的成本，因此對非隔離LED驅動芯片的研究具有重要的意義和應用價值。通過對LED恒流驅動電

2、路的研究分析，采用非隔離BUCK結構進行恒流輸出，不但轉換效率高，而且能夠自動適應電感量的變化和輸出電壓的變化，實現(xiàn)真正的恒流輸出。本文根據(jù)BUCK電路下的電感伏秒平衡，使得電路工作在臨界導通模式下，相比PWM等模式具有更高的效率。該芯片的主要功能模塊包括：帶隙基準電路，高低壓補償電路，同時為了保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定安全的工作還集成了多個保護電路，包含鉗位保護電路，過流保護與前沿消隱，過溫保護電路，過壓保護電路等。該恒流驅動芯片正常工作模式下

3、主要包括兩個方面工作：當芯片內(nèi)部集成的功率MOS管導通時，輸入電壓在為電感和電容充電的同時也為負載供電；而當電感電流上升到峰值時，功率MOS管關斷，電感電容為負載供電。由于電感電容充放電時都是線性的，因此實現(xiàn)了真正的恒流輸出。采用CADENCE仿真工具對芯片的各個子模塊電路進行了完整的仿真分析，在對芯片外圍電路設計之后對芯片的整體電路進行了系統(tǒng)仿真驗證。理論分析和仿真結果表明該芯片功能正常，滿足設計指標。最后根據(jù)電路設計芯片版圖，DRC

4、、LVS驗證了所繪制版圖的可行性。關鍵字：LED；恒流驅動；非隔離BUCK研究類型：應用研究Subject：TheResearchonNonisolatedconstantcurrentdriverchipfLEDSpecialty：MicroelectronicsSolidStateElectronicsName：JihongZhou(Signature)Instruct：ShulinLiu(Signature)ABSTRACTNow

5、adayswiththeenergyshtageenvironmentalpollutionproblemsbecomemeapparentLEDlightingcomparedwithconventionallightinghashighluminousefficiencynopollutionetc.isbecomingoneofthemostpromisinghightechinrecentyears.LEDlampsonlywh

6、endrivenataconstantcurrentindertomaximizetheplaytoitsperfmanceinadditiontononisolateddriverhashigherefficiencylowercoststherefetheresearchonnonisolatedconstantcurrentdriverchipfLEDhasimptantsignificanceapplicationvalue.T

7、hroughtheresearchonLEDconstantcurrentdrivecircuitanalysisusingnonisolatedBUCKstructuretooutputtheconstantcurrentnotonlyhasthehighconversionefficiencybutalsoadapttothechangeininductanceoutputvoltageautomaticallywhichcould

8、complyarealcurrentoutput.BasedonthevoltsecondbalanceofinductunderBUCKcircuitthecircuitwksincriticalconductionmodecomparedwithPWMmodelsitismeefficient.Themainfunctionmodulesofthechipincluding:bgapreferencecircuithighlowvo

9、ltagecompensationcircuitthechipintegratedapluralityofprotectioncircuitsindertoensurethesystemwkinthestablesecureenviromentincludingclampprotectioncircuitovercurrentprotectionleadingedgeblankingovertemperatureprotectionci

10、rcuitovervoltageprotectioncircuit.Theconstantcurrentdriverchipincludestwoaspectswithnmalwkingmode:whenpowerMOSFETintegratedinthechipisturnedontheinputvoltagesupplytheinductcapacittheloadatthesametimewhentheinductcurrentr

11、isestothepeakthepowerMOSFETturnedoffinductancecapacitancesupplytheload.Becauseoftheinductcapacitgingdisgingislinearthusachievedthetrueconstantcurrentoutput.EachsubmodulecircuitofthechipwascompletlysimulatedanalysisedbyCA