一种LED驱动芯片的设计

南开大学硕士学位论文一种LED驱动芯片的设计姓名：樊磊申请学位级别：硕士专业：微电子与固体电子学指导教师：吕英杰20090601一种LED驱动芯片的设计作者：樊磊学位授予单位：南开大学相似文献(10条)1.学位论文陈冠旭基于CMOS工艺的峰值电流模式DCDC开关电源的设计2009电源在各种电子设备中占有重要地位，它是一切电路能否正常工作的基础，它的性能直接关系到许多电力电子设备的性能。开关电源体积小、重量轻、效率高、性能好，广泛应用于各种电子产品，诸如手机、MP3、PDA、手提电脑等，已经成为市场的主流。因此，设计开发高效率、小体积的DC—DC开关电源芯片，无论是从经济角度，还是从科学研究上来讲都是很有价值的。br　　本文设计了一种峰值电流控制模式PWM电源管理IC。该电路工作频率为1MHZ，输入电压范围2.5V-6V，输出电压在0.9V-4V间连续可调，最大负载电流达到600mA，外围应用电路简单。在stand-by模式下，所有电路均被关断，消耗电流控制在1uA以下。br　　在本文中，首先对DC-DC开关电源的工作原理、设计思想和系统性能作了详细的分析，随后根据设计要求进行了电路的总体设计，完成了各个子电路的原理分析，电路设计和仿真验证，重点阐述了带隙基准源、欠压保护模块、电流采样电路、死区时间控制电路和比较器的分析、设计和验证过程并利用Cadence软件对各个模块和系统性能进行了仿真。仿真结果表明，本文完成设计工作，达到设计指标。2.期刊论文杨苹.石安辉.胡郴龙.YANGPing.SHIAn-hui.HUChen-long控制关断时间的峰值电流模式准PWM控制方法-电力系统及其自动化学报2010,22(3)为使采用峰值电流模式控制方法的电流环在不做斜坡补偿的情况下能在很宽的占空比范围内稳定工作,文中提出了控制关断时间的峰值电流模式准PWM控制方法.该方法通过输入输出电压或占空比的反馈独立控制关断时间以维持开关周期的恒定,并使电流环电感电流扰动偏差无法再逐周期传递,从而消除了次谐波振荡的可能.由于峰值电流限值本身的纠偏作用,电流环电感电流的扰动偏差在单周期内即可被消除,动态调节时间极短,因此应用此方法的电流环具有高度的稳定性和快速性.仿真与实验结果验证该控制方法及其分析的正确性.3.学位论文樊继斌BUCK型DC/DC开关电源芯片的设计与实现2009DC/DC开关电源以其高效率、集成度高的特点在便携式电子产品中得到了广泛的应用。随着集成电路技术的发展，结构复杂但性能更好的峰值电流模式PWMDC/DC开关电源变换器已经成为市场的主流。本文介绍了降压型DC/DC开关电源变换器的拓扑结构与基本原理，重点分析了降压型DC/DC变换器在各种模式下的工作原理，分析比较了它们各自的优缺点。同时还对降压型DC/DC开关电源变换器的开环不稳定性、斜坡补偿及系统频率补偿进行了研究。本文设计了一款基于BCD工艺的单片BUCK型DC/DC变换器芯片。采用峰值电流控制模式，内部时钟频率为380kH，集成功率管，具有欠压保护、过温保护、过流保护等功能。文中对该变换器芯片的主要功能模块如：基准电压电路、过温保护电路、比较器、误差放大电路、振荡电路与斜坡补偿电路、自举电路、欠压保护电路、电流检测电路等进行了设计并给出了仿真验证结果。通过Hspice对变换器芯片应用电路的仿真，验证了设计的基于BCD工艺的单片BUCK型DC/DC开关电源芯片达到了设计的各项指标。芯片工作静态电流为23μA、效率可达95%，可应用于分布式电源系统、DSL调制解调器、电池充电器等。该芯片已流片成功，芯片版图面积为1．3μm×1．3μnm。4.期刊论文赵淑琴.李科.胡育强.韩理论.ZHAOShuqin.LIKe.HUYuqiang.HANLilun一种高效的PWM开关电源控制新技术-现代电子技术2007,30(18)研究了一款新型的脉宽调制(PWM)控制电路,该电路结构将传统的误差放大器,斜坡补偿和峰值电流检测电路转化为一个多输入的求和比较器来实现.从而使DC/DC转换结构变得简单,并且能够避免传统结构在PWM比较器输出的占空比大于50%时的稳定性问题.经HSpice仿真验证后得出该电路可适用于各种高精度DC/DC开关电源.5.学位论文黄鹏一种电流模式PWM开关电源控制器的设计2008近年来，随着我国经济的发展，计算机、通讯等行业对电源产品需求不断的增长，电源控制器的研究已成为国内功率电子学领域中的一大热点。传统的线性稳定电源因为输出精度低、效率低、散热问题大以及很难在一个通用的输入电压范围内工作，逐渐被体积小，重量轻，稳定可靠的开关电源所取代。所以选择以开关电源控制器芯片作为课题，不仅具有理论意义，同时也有很大的经济效益和社会效益。基于双极工艺，本文主要完成了一种电流型PWM控制器的设计。本文首先分析了脉冲宽度调制(Pulse-widthmodulation，PWM)控制芯片的工作原理。之后阐述了脉冲宽度调制和脉冲频率调制的工作原理。对电压反馈和电流反馈两种控制模式进行了原理阐述和特点对比，然后根据设计要求进行了本文整体电路的设计。根据功能需要设计了整体电路框图，确定设计参数要求。接着分块设计了芯片内部各个功能模块，包括高增益、宽带宽的PWM比较器、带隙基准电压源、外接定时电容的振荡器、过欠压保护电路、斜坡补偿电路、温度保护电路等。利用CadenceEDA设计工具，对各功能块都进行了仿真。仿真结果表明：这款开关电源芯片，工作温度范围0℃-150℃；工作频率65KHz；最大功率18W，该控制器很好的满足了设计要求，完成了该集成电路的前端设计。整体电路采用华润晶芯1.8μmBipolar工艺库设计，使用CadenceSpectre作电路仿真，使用CadenceComposer绘制版图，介绍了实现电路的工艺流程和版图层次。对版图进行DRC、LVS验证，完成了整体设计。6.学位论文苑婷高效率、低功耗的离线式开关电源控制器芯片的设计与实现2010近年来，便携式电子产品的迅猛发展促进了电源管理芯片需求的增长，同时也带来了新的机遇和挑战。开关电源以体积小、重量轻和效率高等特点被广泛应用于手机、电脑、数码相机等几乎所有的电子设备。开关电源控制器的低功耗、高电能转换效率是设计者不断追求的目标。本课题针对开关电源中的离线式控制器进行研究，目的是设计一款高效率、低功耗的通用离线式开关电源控制器芯片。br　　本论文提出了一种基于峰值电流模式的离线式开关电源控制器芯片。它采用脉冲宽度调制(PWM，PulseWidthModulation)和脉冲跨周期调制(PSM，PulseSkippingModulation)结合的方法，在反馈电压处于3.35～4.75V时采用脉冲宽度调制，按时钟下降沿开启、峰值电流关断的方式周期性地输出控制波形，以保证重载时系统的高效率和小纹波。在反馈电压处于4.75～5.5V时采用脉冲跨周期调制，停止输出控制波形，使功率开关管处于关断状态，直到反馈电压小于4.75V为止，从而减小了功率开关管的开关损耗，保证了轻载时的高效率。为了降低系统的电磁干扰(ElectroMagneticInterference，EMI)，采用频率扩展的方法，将功率开关管开关瞬间迅速变化的电压和电流的高次谐波平坦化。本芯片采用引脚复用策略，只有三个引脚，结构简单，应用方便。此外，芯片还具有过压保护、欠压保护、短路保护、内部电流死区控制、内部斜坡补偿等功能，可靠性高。芯片采用TSMC公司的0.6μmBCD信号工艺实现。仿真结果表明，芯片可实现脉冲宽度调制和脉冲跨周期调制及相互之间的平稳转换。用于锂电池充电器时，可实现恒压充电和恒流充电及两种模式之间的平稳过渡。用于电源适配器时，具有良好的输出电压调整率和负载调整率。芯片最高转换效率可达98％。br　　论文第一章首先介绍了课题的研究背景、现状、发展趋势和意义，然后对论文的主要工作和整体结构进行了说明，最后对论文的创新点进行了总结。第二章详细叙述了论文的研究内容，着重分析了离线式开关电源的拓扑结构、控制模式、功耗来源和电磁干扰，并对现有技术进行了总结和比较。第三章介绍芯片的系统设计，描述了片外系统的工作原理、稳定性分析、芯片的工作模式以及斜坡补偿分析和设计。第四章给出了芯片各个模块的具体实现。第五章对芯片的相关性能进行了系统仿真和版图设计。第六章总结了论文的研究工作，并对该芯片的发展提出了进一步的展望。7.期刊论文华伟通信开关电源的五种PWM反馈控制模式研究-通信电源技术2001(2)根据实际设计工作经验及有关参考文献,比较详细地依据基本工作原理图说明了电压模式、峰值电流模式、平均电流模式、滞环电流模式、相加模式等PWM反馈控制模式的基本工作原理、发展过程、关键波形、性能特点及应用要点.8.学位论文李勇峰电流型升压PWM开关电源的研究与设计2010随着消费类电子、汽车电子和通信电子的不断发展，电源管理芯片的重要性日益突出，在以电池为供电主体的便携式电子产品中更是如此。br　　电流控制在传统的电压型控制基础上引入了电流反馈实现了双环控制，使系统的稳定性和瞬态响应性能得以明显优化改善，目前便携式电子产品中的小功率开关电源普遍采用这种控制技术。脉冲宽度调制(PWM)在重负载下具有高效，高精度，抗噪声干扰能力强等优点，是目前开关电源中应用最多的一种调制方式。br　　文中首先分析了电流模式DC/DC升压系统的拓扑结构、基本原理和关键技术，根据这些理论给出了芯片整体框架的设计。然后对芯片内部的带隙基准源、PWM比较器、斜坡补偿模块、误差放大器等子模块进行了分析并给出了仿真结果。br　　本文设计的带隙基准电压源，基于0.18um的CMOS工艺，在Hspice下仿真，仿真结果表明：温度在-25℃到80℃内变化时，温度系数为9.14ppm/℃；电源电压在3V到5V之间变化时，基准电压在1.25±43mV内变化，满足设计要求。比较器在电源电压1.8V，温度为25℃的情况下，增益为143dB，-3dB带宽377Khz。br　　最后，在结论中指出了本论文设计的意义及不足，还需完成版图设计后仿真等工作。br9.学位论文郭婷1.6MHz同步整流DC-DC降压转换器设计2007随着电子技术的快速发展,集成开关电源已在通讯、电子计算机、消费类电子产品等领域获得了广泛应用。高效率、高可靠性、低能耗、低噪声、抗干扰和模块化,是目前电源芯片的主要发展趋势。为适应便携式电子产品的应用要求,必须采用新技术,不断完善电源管理芯片的性能。论文首先系统阐述了DC-DC系统结构与转换原理,讨论了电压模式控制、电流模式控制、脉冲宽度调制、脉冲频率调制四种控制方式,在此基础上从转换功率角度引入同步整流技术,着重探讨了如何设计一款固定频率同步整流降压型DC-DC转换器。论文对基准偏置产生电路、振荡器电路、误差放大器、斜率补偿电路、PWM比较器等电路做了精确的理论计算,对其中的关键电路进行了详细分析和设计。论文采用CSMC0.5μmCMOS工艺对电路进行了仿真和优化,完成了整个版图的设计,最后利用CadenceSpectre进行仿真验证,结果表明,该系统运行稳定,纹波低于14mv,效率高达96％,满足设计指标的要求。这款芯片内置同步开关大大提高了效率,无需使用外部肖特基二极管,开关频率达1.6MHz,因此可采用小表面贴装型电感器和电容器。面市后将广泛用于蜂窝电话,MP3播放机,数码相机,便携式设备等,有很大的市场潜力。10.期刊论文安森美半导体固定开关频率电流模式电源的过载补偿-中国集成电路2004(12)电流模式电源的工作原理是基于对流经电感的峰值电流的监视.通过调整功率开关关断时的峰值电流设置点,使反馈环路能够稳定流向给定负载的功率.但是在某些情况下环路要求获得最大的输出功率,这种情况发生在启动期间或转换器过载或短路时.然而,脉冲宽度调制(PWM)控制器的内部电路中含有几个影响反应时间的级联逻辑门.图1a显示了安森美半导体()固定频率控