三通道單線傳輸LED驅(qū)動集成電路的設(shè)計與研究.pdf

1、隨著新型節(jié)能能源技術(shù)和半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展，有著發(fā)光效率高、使用壽命長、環(huán)保的LED產(chǎn)品大量出現(xiàn)，相應(yīng)的高性能的LED驅(qū)動芯片也大量的被研究，目前，隨著顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，市場對各類型的LED及其驅(qū)動電路的需求也猛增。而大型LED系統(tǒng)往往采用各種總線協(xié)議來實現(xiàn)信號的傳輸，然而實際傳輸線上有阻抗不匹配、電磁干擾等問題，導(dǎo)致信號在傳輸過程中出現(xiàn)了變形，甚至使整個LED系統(tǒng)癱瘓。
　　針對上述問題，本論文設(shè)計了一款LED驅(qū)動集成電路。該電路

2、可實現(xiàn)LED芯片間時間和灰度數(shù)據(jù)的級聯(lián)，芯片內(nèi)部集成有時鐘提取電路、帶隙基準(zhǔn)電路、校正的脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation,PWM）時鐘電路等電路。單線傳輸使得系統(tǒng)抗時序干擾的能力加強(qiáng)，使得該芯片的級聯(lián)個數(shù)不受信號傳送的限制。全文的主要研究內(nèi)容和相關(guān)結(jié)果總結(jié)如下：
　　1．設(shè)計了一個帶隙基準(zhǔn)電路及偏置電流電路：它通過兩個串聯(lián)基極-射極電壓及高性能的運放來得到了溫度系數(shù)為13.28ppm的帶隙基準(zhǔn)電路；通過帶

3、隙基準(zhǔn)產(chǎn)生的PTAT電流與按一定比例的三極管負(fù)溫度系數(shù)電流相加得到了溫度系數(shù)為118.6ppm的穩(wěn)恒電流電路。
　　2．設(shè)計了一個芯片內(nèi)部電源鉗位電路：通過電阻分壓及比較器輸出反饋來控制高電源電壓時，使得芯片內(nèi)部有穩(wěn)定的5.4V電壓。
　　3．設(shè)計了兩個振蕩器電路及時鐘提取模塊：利用恒定電壓與電流，設(shè)計了一個時鐘頻率為2.165MHz的張弛振蕩電路，而另一個數(shù)控振蕩器與數(shù)字鑒頻器則用于時鐘的提取，能較好的提取400k到800

4、kHz的數(shù)據(jù)時鐘。
　　4．設(shè)計了一個基于物理亮度校正的PWM時鐘電路及LED驅(qū)動模塊：由于不同物理亮度對應(yīng)不同的明度響應(yīng)率，校正的PWM時鐘電路控制PWM不同時鐘段的脈寬來校正其不同；通過數(shù)據(jù)采集模塊得到的數(shù)據(jù)，給每一級LED芯片的R、G、B通道分別賦值8位灰度數(shù)據(jù)；進(jìn)而對每一個通道的LED實現(xiàn)256級灰度調(diào)節(jié)。
　　5．設(shè)計了一個完整的LED驅(qū)動電路，并對其進(jìn)行仿真及版圖設(shè)計：通過仿真證實該芯片的設(shè)計達(dá)到設(shè)計的要求，該集