一种高效四模LED驱动的设计与分析

论文摘要

最近几年,白光LED驱动芯片已经成为电源管理IC市场的热点。白光LED作为高质量的背光光源被广泛地应用在便携式电子产品中。电荷泵驱动的白光LED芯片具有小的电磁干扰(EMI)、小的PCB板面积和低成本的优势。同时,随着新型电荷泵电路向提高输出电流能力、减小输出电阻以及提高LED的效率的方向发展,电荷泵电路已经成为了LED驱动器很受欢迎的一种解决方案。白光LED驱动电路主要有两种结构：基于电容的电荷泵结构和基于电感的开关电源结构。与传统的电荷泵结构不同,本文采用了1X/1.33X/1.5X/2X四模自适应电荷泵技术,可随输入电压的变化自行转换工作模式。这种结构极大地提高了电荷泵的效率,延长了电池的使用时间。本文首先阐述了系统的工作原理,给出了整体电路的实现架构,然后阐述了电荷泵的工作原理、效率、本文创新设计的1.33X工作模式以及LED的恒流驱动和亮度调节的实现方式。在子电路的设计上,主要介绍了基准电压源、电流镜、运算放大器、振荡器和过温保护五个子模块；对整体电路的功能和典型性能参数进行了仿真验证,仿真结果均达到或优于预定指标,证实了理论分析和电路设计的正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 LED的特性及优点
• 1.2 我国白光LED发展前景
• 1.3 LED的驱动方式
• 1.4 驱动器分类
• 1.5 本文的工作意义及工作简介
• 第2章 整体电路结构分析与设计
• 2.1 系统工作原理
• 2.2 整体结构设计
• 2.3 电荷泵工作原理
• 2.4 恒流驱动
• 2.5 LED亮度调节
• 第3章 子电路设计与仿真
• 3.1 基准电压源
• 3.2 电流镜
• 3.3 运算放大器
• 3.4 振荡器
• 3.5 过温保护
• 第4章 整体电路仿真及分析
• 4.1 输入输出纹波
• 4.2 效率
• 4.3 模式切换
• 4.4 亮度控制
• 第5章 芯片测试与分析
• 5.1 芯片封装管脚介绍
• 5.2 芯片的测试
• 第6章 总结
• 参考文献
• 致谢