一种PWM平均电流Buck高效率AC/DC LED驱动芯片的研究与设计

发布时间：2021-02-28 11:35

　　白光LED照明发光效率高,节能环保,被广泛用于家用照明和户外照明。LED工作在恒流的条件下更能发挥其优点,因此需要设计良好的驱动电路,使其工作在恒流状态。针对LED恒流驱动的要求,设计了一款高效率,高恒流精度的脉冲宽度调制（Pusle Wildth Modulation）平均电流Buck AC/DC驱动芯片。芯片采用非隔离降压Buck结构,减少了变压器的使用,降低了整个系统电路的体积和成本。本芯片采用直接检测输出电流的方式通过误差放大器的输出端的外接电容实现平均电流模式,方法较为简单有效,也通过这个电容实现环路的补偿。芯片采用单级功率因素校正（Power Factor Correction）,利用主电路Buck结构作为功率因素校正的主控回路,实现对输出电流的快速调节,并使输入电流跟随输入电压的变化,实现功率因子校正。采用较新的对采样电感电流进行两次积分的方式产生斜坡电压,实现高效率,同时既增大了上升斜率保持了电路的稳定性又提高了恒流精度。整个芯片电路主要由PWM逻辑模块、功率管驱动模块、保护电路模块、基准电路模块、振荡器模块几大模块组成。PWM逻辑模块主要实现外部功率管的关断,逐周期限... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

脉冲宽度VFB为采样输出端的电压，一般通过电

电子科技大学硕士学位论文生输出 Vea，送入 PWM 比较器的一边与另一边输入的斜坡电压比较共同产生功管的驱动脉冲，控制外部功率管的打开和关闭。因为 Vea与电感电流反向，所以由 Vea的下斜坡和斜坡电压的上斜坡产生功率管关断信号，平均电流模式本身具一定的斜坡补偿作用[20]。平均电流模式实际上是在一个周期内对电感电流的小号模型进行积分，然后用积分输出对 PWM 脉冲进行控制。

图 3-1 芯片的内部电路功能结构图电路系统整体工作原理：芯片启动过程中，通过外置启动电阻和启动电容给通过芯片电源 VCC 引脚给芯片上电，欠压锁定电路 UVLO 开始工作，当 VCC 达到 UVLO 阈值 15V 时，芯片开始给电路内部供电，芯片开始工作。带隙基准开始工作，给电路中其它部分提供参考电压；LDO 开始工作，为逻辑部分提供电压；振荡器开始工作，输出振荡频率，周期性的打开和关闭功率管；EA 误差放大器输出低电平，振荡器输出高电平时打开驱动管，输入开始向输出端传递能量，输出电流开始上升，外部 CS 采样电阻开始采样输出电流，开始产生斜坡电压；当 CS 采样电阻上的电压达到 0.2V的参考电压时，不断给 EA 输出端的 COMP 脚的外接电容充电，EA 误差放大器输出高电平，这时当斜坡电压未达到 EA 的输出电压时，PWM 比较器输出高电平，RS 触发器清零，驱动电路输出低电平，外部功率管关闭。在振荡器的作用下，下一个振荡脉冲来时又打开外部功率管，这样每周期通过振荡器打开功率管同时通

【参考文献】：
期刊论文
[1]从2012广州国际照明展看LED电源发展趋势[J]. 罗廷.  中国科技财富. 2012(09)
[2]芯片内一种与温度无关的RC振荡器的设计[J]. 王立龙.  电子世界. 2012(06)
[3]DC-DC变换器中一种高性能振荡电路的设计[J]. 耿铭慈,冯全源.  电子技术应用. 2008(11)
[4]新一代开关电源发展趋势[J]. 李文才,鲁传峰.  能源技术与管理. 2008(05)
[5]一种CMOS张弛振荡器的设计与分析[J]. 冯勇,刘诗斌,高艳丽.  计算机测量与控制. 2008(09)
[6]定电流对LED的重要性[J]. 杨安发.  照明工程学报. 2004(03)
[7]开关电源技术最新发展动向[J]. 岳云.  今日电子. 2004(09)
[8]电流环控制的降压PWM开关电源系统的建模分析[J]. 吴霜菊,吴金.  电子器件. 2003(04)
[9]开关电源中的功率因数校正[J]. Charles Mullett,Alan Ball.  电子设计应用. 2003(06)
[10]通信开关电源的五种PWM反馈控制模式研究[J]. 华伟.  通信电源技术. 2001(02)



本文编号：3055794