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一种电流模式PFM型LED驱动IC的设计

作者:时间:2011-03-25来源:网络收藏

是继白炽灯、荧光灯、节能灯之后的人类第四次照明方式的*。它具有色彩还原好、响应速度快、节能、安全、环保、寿命长等优点,因而被广泛应用于日光灯、室内照明与装饰、路灯、舞台灯、显示屏、背光源、指示灯等。随着发光效率的不断提升,在应用上呈现多层次的变化,现已广泛用于汽车电子、移动设备、LCD背光及通用照明等领域。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/169047.htm

  伴随着LED的广泛应用,LED的需求也迅猛增长,LED主要用于为LED提供高效和持久的。它除了为LED提供简单的控制与驱动外,一般还具有智能管理功能,从而实现高性能、高效率和各种管理及保护功能。驱动的需求和LED的应用密不可分,LED的应用和技术发展,也推动了驱动IC的发展。反过来,驱动技术又是提升LED照明应用水平的关键所在。因此,如何出效率更高,功能更强,结构更优的LED驱动IC,将是集成电路的新一轮挑战。

  1 芯片结构及其工作原理

  基于开关电源的市场需要,本文了一款LED照明驱动芯片,图1所示是基于0.5μm CMOS标准工艺设计出的一种不随温度、电源电压以及工艺变化的高电源抑制比的基准电压源结构。该芯片采用脉频调制方式,通过设计电阻-电容网络结构来实现电路的固定关断时间功能,这种电路结构避免了采用斜坡补偿技术,在实现电路的调制的同时也简化了电路结构,提高了芯片效率。该芯片内部包括振荡器、控制电路、基准电压源、偏置电路、RS触发器、过压、欠压保护电路及驱动电路等核心模块。

芯片电路结构

图1 芯片电路结构

  工作时,该芯片通过一个功率MOSFET和一采样电阻来将负载变化情况反馈到芯片内部。反馈信号先经过低通滤波器,把高频开关噪音滤掉,再以形式输入到Current COMP模块进行调节,以产生控制R-S触发器R端的信号,然后和Oscillator Regulator模块产生的S端信号共同控制驱动电路,最后驱动功率MOFFET来实现电路的PFM调节。除此之外,Error AMP模块、AMP模块及Voltage COMP三模块则构成过流保护电路,当流过外部电路的过大时,通过外部电阻的检测,并使反馈电压与恒定基准电压作比较,再将两者差值比较放大,以产生控制RS锁存器CtR端的信号,并强制关断功率管。这种前馈保护可有效降低电流过大时烧毁功率管和LED灯的风险,可对电路起到可靠的保护作用。而Low Voltage Lockout保护模块可在输入电压低于正常工作电压2.5V情况下强制关断芯片,从而防止芯片在低电压下工作,提高电源的利用效率。

  2 芯片主要电路模块设计

  2.1 自偏置电路

  图2所示电路为该IC的自偏置电路,芯片自行启动将提供两个偏置,分别为N管偏置和P管偏置,从而为各个模块提供偏置电压。

偏置电路结构

图2 偏置电路结构

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