3V-5V電荷泵升壓型半導(dǎo)體LED照明光源驅(qū)動芯片.pdf

1、經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展帶來的能源危機(jī)使節(jié)能技術(shù)廣泛應(yīng)用成為政府和老百姓共同關(guān)注的熱點(diǎn)問題，而半導(dǎo)體照明光源(LED)具有高效、節(jié)能、環(huán)保、長壽命、易維護(hù)等顯著特點(diǎn)，有望成為人類照明史上繼白熾燈、熒光燈之后的一種新型照明光源，它的全球市場年均增長率超過20％。2003年我國半導(dǎo)體照明工程也全面啟動，國家的支持使白光LED已進(jìn)入照明市場，并將在“十一五”計劃期間全面推廣。因此，白光LED驅(qū)動芯片的研究就具有很大的現(xiàn)實意義和廣泛的應(yīng)用價值。 本

2、文設(shè)計的白光LED驅(qū)動芯片屬于電荷泵升壓型，研究了當(dāng)LED電源(鋰電池供電)的電壓隨著使用降到2.7V～3.3V時，利用該電荷泵實現(xiàn)2倍升壓的模式，使輸出電壓達(dá)到5V左右，輸出電流300mA。 設(shè)計的電荷泵電路包括振蕩器，帶隙基準(zhǔn)源，電阻反饋網(wǎng)絡(luò)，比較器，二選一數(shù)據(jù)選擇器、時鐘提升電路、soft-start電路等時序控制電路以及四個功率MOS開關(guān)。設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)是合理選擇電荷泵工作頻率、開關(guān)功率MOS管的寬長比、傳輸電容等參數(shù)以

3、及時序的控制部分。通過數(shù)字邏輯控制盡量避免電荷泵開關(guān)切換瞬間的毛刺及逆向電流。電荷泵剛開始工作時采用了軟啟動方式，當(dāng)輸出電壓超過5V時采用脈沖跳過模式使振蕩器停止振蕩以減小功耗。控制開關(guān)功率MOS管的襯底始終等于源漏中較高一端的電壓，防止pn結(jié)正偏帶來的襯底電流。 本文共分五章，第一章簡要介紹了白光LED的發(fā)展以及驅(qū)動方式；第二章敘述了電荷泵的種類及工作原理；第三章則闡述了本次流片的電荷泵電路的設(shè)計；第四章是流片芯片的測試結(jié)果及