【摘要】： 白光LED驅(qū)動(dòng)芯片在保障白光LED器件穩(wěn)定工作方面具有重要作用,隨著白光LED器件的廣泛應(yīng)用,白光LED驅(qū)動(dòng)芯片將具有廣闊的發(fā)展前景。目前國(guó)內(nèi)白光LED驅(qū)動(dòng)芯片主要依賴進(jìn)口,因此設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的白光LED驅(qū)動(dòng)芯片具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文設(shè)計(jì)了一種基于電荷泵的白光LED驅(qū)動(dòng)芯片,采用CSMC 0.6μm標(biāo)準(zhǔn)工藝完成整體電路的版圖設(shè)計(jì)并生成可供芯片加工廠商流片用的GDSII標(biāo)準(zhǔn)文件。該驅(qū)動(dòng)芯片的核心電路模塊包括電荷泵電路模塊、多電壓值偏置電路、基準(zhǔn)源、誤差放大器、欠壓保護(hù)以及過(guò)溫保護(hù)模塊等。 電荷泵電路模塊是白光LED驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。本文以1倍或1.5倍自適應(yīng)電荷泵升壓技術(shù)為基礎(chǔ),采用特殊襯底接法,使設(shè)計(jì)芯片技術(shù)參數(shù)和性能有了大幅度提高。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,電荷泵輸出紋波小于10mV,與現(xiàn)有白光LED驅(qū)動(dòng)芯片相比具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性。基準(zhǔn)源產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓值亦具有非常強(qiáng)的穩(wěn)定性,在-55℃到125℃范圍內(nèi)輸出電壓變化量為±1.5mV,溫度系數(shù)為6.87 ppm/℃。欠壓保護(hù)模塊的關(guān)斷閾值電壓為2.35V,可以在電壓過(guò)低的情況下關(guān)斷芯片,從而防止電源過(guò)度放電,實(shí)現(xiàn)保護(hù)電源的功能。設(shè)計(jì)芯片的開(kāi)關(guān)器件尺寸較大,因此將過(guò)溫保護(hù)模塊的熱關(guān)斷閾值設(shè)置在150℃,溫度超過(guò)150℃時(shí)關(guān)斷芯片,實(shí)施保護(hù)。該芯片通過(guò)自適應(yīng)性電荷泵結(jié)構(gòu),采用特殊襯底接法,對(duì)輸入電壓進(jìn)行升壓變換。通過(guò)自適應(yīng)調(diào)節(jié)保證6只并聯(lián)白光LED器件的輸入電流恒定,從而使每個(gè)LED器件的發(fā)光亮度相同。該設(shè)計(jì)芯片主要面向便攜式電子產(chǎn)品,輸入電壓范圍為2.7～4.5 V,工作頻率為1MHz,正常工作溫度范圍為-40～+85℃,芯片完全關(guān)斷模式下關(guān)斷電流可低至1μA。 芯片全部電路圖和版圖均在工業(yè)界普遍使用的CADENCE設(shè)計(jì)工具中完成,各個(gè)子模塊和整體電路的布局都進(jìn)行了優(yōu)化,并通過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC)、電路圖與版圖匹對(duì)(LVS)等驗(yàn)證工具的驗(yàn)證,保證了版圖設(shè)計(jì)的正確性和可靠性。
【圖文】：

因此轉(zhuǎn)換效率(PLED/PBATT)低，此外它對(duì)電流的控制也不夠精確。圖1-1 中所示串連 LED 架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：是在任何情況下流過(guò)各個(gè) LED 的電流都相等，保證了良好的電流匹配度；通過(guò)對(duì) LED 電流的反饋調(diào)節(jié)可獲得較好的電流精確度，而使其不受白光 LED 正向?qū)▔航底兓挠绊�；采用開(kāi)關(guān)電源保證了高的轉(zhuǎn)換效率；

圖 1-2 白光 LED 并聯(lián)架構(gòu)示意圖Fig.1-2 Schematic structure of parallel white LED LED 驅(qū)動(dòng)電路不需要電感，只需要幾個(gè)外體積小，成本低，電磁干擾低。電荷泵型要驅(qū)動(dòng)多個(gè)白光 LED 的電路來(lái)說(shuō)，，受到正聯(lián)架構(gòu)。如果設(shè)計(jì)中采用恒壓驅(qū)動(dòng)方式，導(dǎo)致各個(gè) LED 上的電流大小不一致，即電的非線性 V-I 特性也會(huì)導(dǎo)致 ILED不穩(wěn)定。勻，需要通過(guò)各種電流調(diào)節(jié)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行用一個(gè)電流源調(diào)節(jié) LED 總電流，每個(gè) LE結(jié)構(gòu)的電路較簡(jiǎn)單，鎮(zhèn)流電阻也可大大減光 LED 時(shí)可以獲得較好的電流匹配性。但精確，鎮(zhèn)流電阻的存在還是會(huì)消耗功率，來(lái)說(shuō)，體積的小型化和功能的多樣化發(fā)展
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TN312.8

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 沈樂(lè)豐,劉三清,余國(guó)義;一種用于LCD驅(qū)動(dòng)的高效電荷泵的設(shè)計(jì)[J];電子工程師;2004年11期

2 朱樟明,楊銀堂;一種10-ppm/~oC低壓CMOS帶隙電壓基準(zhǔn)源設(shè)計(jì)[J];電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào);2004年04期

3 曹亮,盧世勇,張波,李肇基;一種高效率開(kāi)關(guān)頻率自適應(yīng)電荷泵[J];中國(guó)集成電路;2004年08期

4 熊富貴,羅萍,李肇基,劉建,鄭堯;PSM調(diào)制電荷泵電路[J];微電子學(xué);2004年02期

5 楊衛(wèi)麗,汪西川,鄧霜;一種低功耗差動(dòng)CMOS帶隙基準(zhǔn)源[J];微計(jì)算機(jī)信息;2005年07期

6 程曉潔;馮全源;;一種低功耗高可靠性的CMOS過(guò)流保護(hù)電路[J];微電子學(xué)與計(jì)算機(jī);2006年01期

7 汪顯波;董戴;呂國(guó)強(qiáng);張濤;沈威;趙柱靈;;用大功率白光LED實(shí)現(xiàn)高亮度背光源設(shè)計(jì)[J];現(xiàn)代顯示;2007年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 胡央維;3V-5V電荷泵升壓型半導(dǎo)體LED照明光源驅(qū)動(dòng)芯片[D];浙江大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2650349