一种PWM平均电流Buck高效率AC/DC LED驱动芯片的研究与设计
白光LED照明发光效率高,节能环保,被广泛用于家用照明和户外照明。LED工作在恒流的条件下更能发挥其优点,因此需要设计良好的驱动电路,使其工作在恒流状态。 针对LED恒流驱动的要求,设计了一款高效率,高恒流精度的脉冲宽度调制(Pusle Wildth Modulation)平均电流Buck AC/DC驱动芯片。芯片采用非隔离降压Buck结构,减少了变压器的使用,降低了整个系统电路的体积和成本。本芯片采用直接检测输出电流的方式通过误差放大器的输出端的外接电容实现平均电流模式,方法较为简单有效,也通过这个电容实现环路的补偿。芯片采用单级功率因素校正(Power Factor Correction),利用主电路Buck结构作为功率因素校正的主控回路,实现对输出电流的快速调节,并使输入电流跟随输入电压的变化,实现功率因子校正。采用较新的对采样电感电流进行两次积分的方式产生斜坡电压,实现高效率,同时既增大了上升斜率保持了电路的稳定性又提高了恒流精度。 整个芯片电路主要由PWM逻辑模块、功率管驱动模块、保护电路模块、基准电路模块、振荡器模块几大模块组成。PWM逻辑模块主要实现外部功率管的关断,逐周期限制电感电流,达到恒流目的;功率管驱动模块主要用于增大数字逻辑信号的驱动能力,驱动外部功率管工作;基准电路模块为电路提供参考电压,电流等;基准电路模块为电路提供基准的振荡频率,同时提供频率抖动技术,实现频率变化,降低电路的电磁干扰EMI(Elctronic Magnetic Iterference),提高电磁兼容性EMC(Elctronic Magnetic Conpatible);芯片内部集成了丰富的保护电路,主要的有芯片电源欠压保护,输出短路保护,输出过流保护,芯片电源过压保护等,这些电路有效的提高了电路的工作稳定性与适应性。 整体的电路在0.5um25V BCD技术下实现,使用Cadence软件完成电路的仿真验证。仿真和测试结果表明,该芯片能在全电压范围90-265V交流电压下工作,输出电流200mA,全电压范围内效率达90％以上,恒流精度达3％。
LED驱动;平均电流模式;脉冲宽度调制PWM;频率抖动;模块化设计
电子科技大学
硕士
微电子学与固体电子学
赵建明
2014
中文
TN402
88
2014-09-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）