带调光功能的LED驱动芯片的设计

发布时间：2017-09-02 01:02

  本文关键词：带调光功能的LED驱动芯片的设计

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【摘要】：LED由于其自身的很多优点在人们的生活中得到越来越广泛的应用,相应的对LED驱动芯片的需求也会越来越多,功能也要求更加的完善化、人性化,比如比较普遍的调光功能。本课题设计了一具可选调光方案的用于恒流驱动LED的恒流芯片,达到两个核心功能:第一以恒定电流驱动LED发光,第二有改变亮度的功能。另外添加了完善的保护模块,能对过温、过流、电源电压欠压等错误做出较快的响应,安全可靠的保护芯片工作;而且添加了PWM调光和线性调光两种方式,可以根据实际应用的需求选择合适的调光模式,增加了芯片应用的灵活性。芯片在技术参数上达到LED灯最大工作电流在80mA,调光量程为0到100%。线性调光功能的非线性误差量在2%内,LED在工作温度在(-40℃,120℃)之间的时候电流精度小于6%等参数的设计要求。本文先对LED的一些特性做了概述,接着根据设计指标确定了芯片的电路框图。然后重点探讨误差放大器、欠压封锁、过温保护、线性调光、逻辑控制五个电路模块。误差放大器的任务是驱动功率管,调整LED灯上的电流,使得能恒流驱动LED。欠压封锁模块的任务是一旦电源电压的值由于意外情况下降后,为防止电路出现逻辑性错误,欠压封锁就会触发错误逻辑控制电路,输出使能电平值来终止芯片工作。过温保护电路用来实时监控工作温度。逻辑控制电路的任务是当芯片发生过温、过流或者欠压的错误时候,输出封锁芯片的使能信号EN=1,来保护整个芯片。线性调光电路的任务是线性地调整LED上电流,最终使LED的光线强度发生变化。本文对误差放大器、欠压封锁、过温保护、线性调光、错误逻辑控制电路的各个模块的设计思路、电路工作原理、参数确定以及电路的仿真,都进行了深入分析。并且在第四章是芯片的整仿结果分析,说明本文所设计的驱动芯片性能达标。
【关键词】：LED 恒流驱动 线性调光 PWM调光
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM923.34
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 课题研究背景与意义9-10
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势10-11
• 1.3 本文的主要工作11-13
• 第二章 芯片的系统性设计13-25
• 2.1 LED概述13-16
• 2.1.1 LED的发光原理13-14
• 2.1.2 LED的几种常见分类14-15
• 2.1.3 LED的优缺点介绍15-16
• 2.2 几种常见LED调光模式16-18
• 2.2.1 线性调光技术17
• 2.2.2 PWM调光技术17-18
• 2.2.3 TRIAC调光技术18
• 2.3 LED驱动模式选择18-21
• 2.3.1 恒压驱动方式19
• 2.3.2 交流驱动方式19
• 2.3.3 恒流驱动方式19-21
• 2.4 芯片的系统设计21-24
• 2.4.1 芯片的总体结构框图21-22
• 2.4.2 芯片的总体参数指标22-23
• 2.4.3 子模块的功能介绍23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 芯片部分子电路的设计分析25-57
• 3.1 误差放大模块设计25-33
• 3.1.1 电路设计思路与设计指标25-28
• 3.1.2 电路设计与工作原理分析28-31
• 3.1.3 电路的仿真验证31-33
• 3.2 保护模块电路33-40
• 3.2.1 欠压封锁电路33-38
• 3.2.2 过温保护模块38-40
• 3.3 线性调光模块设计40-53
• 3.3.1 电路设计思路与设计指标40-42
• 3.3.2 电路设计与工作原理分析42-49
• 3.3.3 电路的仿真验证49-53
• 3.4 逻辑控制模块设计53-56
• 3.4.1 电路设计与原理分析53-55
• 3.4.2 电路仿真验证55-56
• 3.5 本章小结56-57
• 第四章 整体电路仿真与分析57-62
• 4.1 整体驱动LED电流精度仿真57
• 4.2 整体仿真中恒流驱动的验证57-59
• 4.3 欠压等错误发生时的整体电路验证59
• 4.4 整体仿真中PWM调光的验证59-60
• 4.5 整体仿真中线性调光的验证60-61
• 4.6 本章小结61-62
• 第五章 结论62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-66
• 攻读硕士学位期间取得的成果66-67

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