一種遲滯控制模式的降壓型LED驅(qū)動芯片的設(shè)計.pdf

1、LED（Light Emitting Diode）作為近幾年興起的第四代照明器件，它被認為是繼熒光燈照明之后，人類照明史上的又一次歷史性飛躍。它具有高效、節(jié)能、壽命長、光色多和安全性高的特點。LED的興起為其驅(qū)動芯片創(chuàng)造了廣闊的市場前景。
　　 本文通過對LED相對其他照明器件存在的優(yōu)勢和其相關(guān)重要物理特性的描述，說明了LED驅(qū)動芯片設(shè)計的必要性；結(jié)合近年來國內(nèi)外關(guān)于LED驅(qū)動方面的研究成果和工程需要，給出了大功率LED驅(qū)動芯片

2、的設(shè)計指標(biāo)。
　　 論文根據(jù)LED驅(qū)動的特點和應(yīng)用要求，選擇了BUCK（降壓）型電感電流連續(xù)導(dǎo)通模式作為系統(tǒng)的主拓撲結(jié)構(gòu)。文章分析了幾種常用反饋控制模式的結(jié)構(gòu)特點，指出了遲滯電流模式具有穩(wěn)定性好，得出了遲滯電流模式更加適用于本系統(tǒng)的結(jié)論，并就遲滯電流模式在環(huán)路控制上存在的問題作了詳細的分析，提出了以減少環(huán)路延時而提高速度的設(shè)計思路。
　　 為了保證芯片能夠穩(wěn)定的工作，文章對遲滯電流控制模式系統(tǒng)的功率級和控制環(huán)路進行了有效

3、的線性化建模，通過仿真結(jié)果說明并分析了電流環(huán)的優(yōu)勢，指出了遲滯電流控制模式中，電流控制環(huán)具有更好的穩(wěn)定性，這是因為它避開了主拓撲電路中LC所構(gòu)成的低通濾波結(jié)構(gòu)，即消除了一對共軛極點的影響。由此，論文確定了以獲得良好的穩(wěn)定性而采用在高側(cè)串聯(lián)感應(yīng)電阻的電流感應(yīng)方式。
　　 接著，論文重點展開了幾個關(guān)鍵電路子模塊的分析和驗證。這里主要包括：帶隙基準(zhǔn)、電壓調(diào)整器、高側(cè)電流感應(yīng)電路、高速比較器等模塊。其中，為了能夠高精度、快速的實現(xiàn)環(huán)路控

4、制，本文分別提出了具有高精度、低電流損耗的高側(cè)電流感應(yīng)電路和具有低時延的高速比較器電路。
　　 在此基礎(chǔ)上，本文對所設(shè)計芯片的性能作了系統(tǒng)級的仿真和驗證，實現(xiàn)的主要指標(biāo)分別為：最大開關(guān)頻率為1MHz，效率為90％以上，電流精度±4.2％，最大驅(qū)動電流1.2A，輸入電壓范圍為6V～40V。最后，論文也總結(jié)了電路版圖的設(shè)計經(jīng)驗和技巧，給出了部分模塊的后仿真結(jié)果。
　　 論文工作表明，運用遲滯電流控制模式的LED驅(qū)動具有瞬態(tài)響