一款acdc型白光led驱动芯片设计-design of an acdc white led driver chip.docxVIP

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2018-06-03 发布于上海
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一款acdc型白光led驱动芯片设计-design of an acdc white led driver chip.docx

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一款acdc型白光led驱动芯片设计-design of an acdc white led driver chip

摘要随着能源成本的不断上升，人们也将更多精力放在低能耗照明技术上，LED已经成为新时代最炙手可热的产品。由于白光LED驱动对电流稳定性的要求，LED恒流驱动集成电路的研究受到学术界和工业界的高度重视。本文研究适用于LED照明的AC/DC驱动芯片。论文首先给出了芯片的设计指标，然后研究了各个重要模块的设计方法和基本原理。论文重点研究了带隙电路的温度特性和稳定性，LDO的瞬态特性和电源调整特性，以及保护电路的设计问题。论文设计了一款基于三洋公司的高压JFET器件的新颖的LDO电路。LDO电路中，将JFET栅极接地借助其高阻抗特性作为耐压管来调整输入，再使用LDN_12VNMOS管作为调整管，通过在调整管和采样电阻形成的反馈环路，实现稳定7.5V的VDD输出，并且在LDO电路中设计了过流保护电路。带隙电路中使用了自偏置的共源共栅的电路方式，减小了设计复杂度，并减小了整个功耗，启动电路的设计保证了电路能较快地进入稳定工作状态；在温度保护电路中引入了施密特触发器，为电路判断设置了两个临界点，增强了稳定性;设计了脉冲宽度调制电路来保证了恒流输出。基于UMC的BCD0.6umCMOS工艺，对各个模块和整体电路进行了HSPICE仿真和分析，仿真结果表明设计的芯片电路性能达到预期目标。LDO模块能提供稳定的电压输出，有较好的频率响应特性，带隙电路能较快启动并且输出与温度无关1.25V的稳定电压。过流和温度保护电路能有效地工作。关键词：白光LED,AC/DC,脉冲宽度调制，CMOS工艺，LDOIAbstractWiththeconstantlyincreasingpressureofenergy,moreandmorepeoplefoundLEDsourceisanewkindoflow-powergreenillumination.Duetotherequirementsforthestabilityofthecurrent,LEDconstant-currentsourcehasdrawntheattentionofbothacademiaandindustrialcommunity.ThethesisfocusesontheresearchesofAC/DCpower-driverchipdesignforwhiteLEDillumination.Atfirst,thepre-standardsofdesignarelistedandthenthedesignschemeandbasicprinciplearegiveninthethesis.TheemphasisofthesisisabouttoresearchthetransientresponseandlineregulationofLDO,tempcharacteristicandstabilityofbandgapreferenceandthedesignofprotectioncircuit,PWMcircuitinsurethestablecurrentoutput.BasedontheresearchesoftheAC/DC,anewtypeofLDObasedonSANYOshigh-voltsJFETandaself-biascascodebandgapreferencewhichdiminishesthepower-consumptioneffectivelyaredesigned.IntheLDOcircuit,JFETissetashigh-resistance,thenegativefeedbackconsistedofpasstransistor(LDN_12VNMOS)andsamplingresistancemakescircuitstableandithasacurrent-protectioncircuit.Besides,Schmidttriggerisusedinthetempprotectioncircuitwithtwocriticalpoints,whichmakesthecircuitmorestable.ThewholechipcircuitsaredesignedbyinUMCBCD0.6umCMOSstandardCMOStechnology,andallthesimulationofseparatemodulesandwholechipusesthesynopsysshspice,thesimulationshowsthatthepowerdriverchipachievetheexpectedgoalbasically.Especially,ThesimulationshowedthatLDOcanprovidestableout