一種具有線性調光功能的LED驅動芯片的設計.pdf

1、LED應用于照明，具有壽命長、節(jié)能環(huán)保、安全可靠等優(yōu)點，隨著近年來人們對節(jié)能環(huán)保的不斷重視，LED電源逐漸進入人們的視野，并得到了快速的發(fā)展。目前的LED產(chǎn)業(yè)已經(jīng)趨于成熟，并且其發(fā)展方向逐漸趨于結構簡單化、設計功能化。如功率因數(shù)校正(PFC)技術的引進，使得LED電源減少了對電網(wǎng)的諧波污染，提高了電能使用效率；調光技術的引進，使得人們根據(jù)不同場合調節(jié)光線明暗程度成為可能。
　　模擬調光技術是一種結構簡單，成本低下的調光實現(xiàn)方案，廣

2、泛應用于對光線色溫要求不高的低成本的場合。傳統(tǒng)的模擬調光采用光電耦合器來反饋輸出電壓或電流信號，本文設計了一款采用原邊反饋控制的帶模擬調光的LED驅動芯片，該芯片由外部控制產(chǎn)生一個占空比可調的振蕩信號來線性改變恒流的基準電壓，然后通過誤差放大器與原邊采樣信號進行比較放大，以調節(jié)對功率管開關信號(PWM)的占空比，最終實現(xiàn)對LED電源輸出電流的線性調節(jié)。原邊反饋控制技術的采用省去了光耦反饋器件的使用，節(jié)省了芯片面積和成本。它采用單級PFC

3、反激式拓撲結構，利用輸入電流跟隨輸入電壓波形的技術實現(xiàn)了芯片功率因數(shù)的校正。芯片內(nèi)部采用了谷底檢測技術，使得開關管在其壓降為最低的情況下打開，減小了導通損耗。芯片還包含有過溫、過壓、過流保護結構的設計，保證了芯片的正常安全工作。此外，芯片最大關斷時間的設置，也保證了芯片的正常工作。
　　本文首先分析闡述了芯片的拓撲結構和內(nèi)部結構框圖，然后分析了芯片恒流功能和PFC功能的實現(xiàn)。在確定了芯片的整體結構的基礎上，本文針對調光環(huán)路的每個主

4、要環(huán)節(jié)，對包含基準電壓產(chǎn)生、PWM控制、誤差放大器實現(xiàn)和線性調光等電路模塊進行了設計與分析，并通過仿真驗證了模塊的功能與性能。最后本文采用TSMC_0.5 um BCD工藝，并應用Hspice仿真工具，對芯片整體功能實現(xiàn)完成了仿真與驗證。仿真結果顯示，當輸入交流電壓為220 V時，芯片的恒流輸出為175 mA，當調光占空比為80％、60%、40%和20%時，輸出平均電流分別為141.1 mA、107.3 mA、74.6 mA和43.5