白光LED驅(qū)動(dòng)升壓型變換器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、本文基于開關(guān)電源Boost升壓原理，采用BiCMOS工藝，研究與設(shè)計(jì)了一款高頻、高效，驅(qū)動(dòng)6個(gè)串聯(lián)方式連接的白光LED的電源芯片。該芯片工作在2.6V～5.5V的電源電壓范圍內(nèi)，輸出電壓在6V～26V范圍內(nèi)，輸出電流可根據(jù)需要自由調(diào)節(jié)。內(nèi)置1MHz的振蕩器，配以簡(jiǎn)單的外部元件即能構(gòu)成完整的電源解決方案。該芯片采用電流控制模式、PWM調(diào)制方式，外圍電路簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快、有很高的穩(wěn)定性。 論文首先闡述了Boost變換器的基本工作原理

2、，討論了三種調(diào)制方式的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)比了電流控制和電壓控制模式，選定變換器的調(diào)制方式為PWM調(diào)制方式，控制模式為峰值電流控制模式。根據(jù)PWM電流模式設(shè)計(jì)要求，構(gòu)建了系統(tǒng)的整體架構(gòu)，定義了芯片的管腳功能，討論了系統(tǒng)工作原理。利用控制理論，分析系統(tǒng)穩(wěn)定性和次斜坡振蕩，采用斜坡補(bǔ)償方法消除振蕩。然后，論文詳細(xì)分析和設(shè)計(jì)了芯片內(nèi)部電路模塊，包括誤差放大器、PWM比較器、電流檢測(cè)電路、斜坡補(bǔ)償電路、驅(qū)動(dòng)電路、控制邏輯電路、基準(zhǔn)電壓和振蕩器等。本文的主

3、要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于：誤差放大器設(shè)計(jì)采用OTA結(jié)構(gòu)，放大器僅有一個(gè)極點(diǎn)，使得系統(tǒng)補(bǔ)償簡(jiǎn)單；用工作在線性區(qū)的MOS管與功率管并聯(lián)來采樣功率管電流的方法，克服了功率管串接電阻的電流檢測(cè)電路效率低的缺點(diǎn)；振蕩器電路采用電流源對(duì)電容充放電實(shí)現(xiàn)，只采用一個(gè)比較器和兩個(gè)開關(guān)控制鋸齒波上下限，較傳統(tǒng)的振蕩器電路采用雙比較器結(jié)構(gòu)節(jié)省了芯片面積。另外，PWM比較器在電路內(nèi)部引入正反饋，加快了電路的翻轉(zhuǎn)，減少了延時(shí)；利用補(bǔ)償電容實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，使得芯片在上電時(shí)平緩的進(jìn)