集成I2C總線接口的白光LED驅(qū)動(dòng)芯片的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著手持式消費(fèi)電子產(chǎn)品的快速發(fā)展,減少產(chǎn)品的功率損耗和提高電源效率已經(jīng)成為一個(gè)相當(dāng)重要的研究課題。白光LED由于具有壽命長(zhǎng)、環(huán)保、低耗電量等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、MP3等便攜式電子產(chǎn)品背光照明的最佳選擇。而其驅(qū)動(dòng)技術(shù)是影響白光LED輸出性能的一個(gè)非常重要的因素。
　　本文深入研究和設(shè)計(jì)了一款采用升壓型DC-DC變換器架構(gòu)、工作于電感電流斷續(xù)模式(DCM)的白光 LED驅(qū)動(dòng)芯片。為減少?gòu)?fù)雜性,驅(qū)動(dòng)芯片采用電壓反饋控制原理和P

2、SM調(diào)制方式;為使芯片能自動(dòng)調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的占空比,設(shè)計(jì)的PSM模塊由分頻器、加減法計(jì)數(shù)器和脈沖調(diào)整電路組成;基準(zhǔn)電壓采用帶隙電壓基準(zhǔn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn);為了保證LED亮度均勻一致,設(shè)計(jì)了電壓-電流轉(zhuǎn)換模塊,可以使輸出電壓和流過(guò)LED的電流保持穩(wěn)定;在傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)芯片基礎(chǔ)上,本文增加了I2C總線亮度控制方式,通過(guò)對(duì)I2C總線狀態(tài)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化能夠減少芯片面積和消耗的資源,芯片作為從機(jī)在I2C總線上工作,可以接受主機(jī)發(fā)送信息進(jìn)行256級(jí)亮度控制;最后完成了驅(qū)

3、動(dòng)芯片版圖設(shè)計(jì)。和傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)芯片相比,本文設(shè)計(jì)的芯片具有多樣控制方式,能夠滿足便攜式背光電子產(chǎn)品不同應(yīng)用要求。
　　根據(jù)分析所提出的驅(qū)動(dòng)控制方案的原理,使用基于CSMC0.5um CMOS工藝采用Cadence Spectre軟件對(duì)白光 LED驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行完整的電路設(shè)計(jì)和仿真。仿真結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)芯片的開(kāi)關(guān)頻率為500KHz,輸入電壓范圍為2.7V-5.5V,最高的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到85.1％,關(guān)斷電流小于0.8uA,最大輸出電壓為2