一種具有線性調(diào)光功能的LED驅(qū)動芯片的設(shè)計.pdf

1、LED應(yīng)用于照明，具有壽命長、節(jié)能環(huán)保、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，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(jìn)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(jié)構(gòu)簡單化、設(shè)計功能化。如功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)的引進(jìn)，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(diào)光技術(shù)的引進(jìn)，使得人們根據(jù)不同場合調(diào)節(jié)光線明暗程度成為可能。
　　模擬調(diào)光技術(shù)是一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低下的調(diào)光實(shí)現(xiàn)方案，廣

2、泛應(yīng)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(diào)光采用光電耦合器來反饋輸出電壓或電流信號，本文設(shè)計了一款采用原邊反饋控制的帶模擬調(diào)光的LED驅(qū)動芯片，該芯片由外部控制產(chǎn)生一個占空比可調(diào)的振蕩信號來線性改變恒流的基準(zhǔn)電壓，然后通過誤差放大器與原邊采樣信號進(jìn)行比較放大，以調(diào)節(jié)對功率管開關(guān)信號(PWM)的占空比，最終實(shí)現(xiàn)對LED電源輸出電流的線性調(diào)節(jié)。原邊反饋控制技術(shù)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用輸入電流跟隨輸入電壓波形的技術(shù)實(shí)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(shù)，使得開關(guān)管在其壓降為最低的情況下打開，減小了導(dǎo)通損耗。芯片還包含有過溫、過壓、過流保護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，保證了芯片的正常安全工作。此外，芯片最大關(guān)斷時間的設(shè)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖，然后分析了芯片恒流功能和PFC功能的實(shí)現(xiàn)。在確定了芯片的整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本文針對調(diào)光環(huán)路的每個主

4、要環(huán)節(jié)，對包含基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生、PWM控制、誤差放大器實(shí)現(xiàn)和線性調(diào)光等電路模塊進(jìn)行了設(shè)計與分析，并通過仿真驗(yàn)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(yīng)用Hspice仿真工具，對芯片整體功能實(shí)現(xiàn)完成了仿真與驗(yàn)證。仿真結(jié)果顯示，當(dāng)輸入交流電壓為220 V時，芯片的恒流輸出為175 mA，當(dāng)調(diào)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