车用LED芯片的设计

发布时间：2017-09-02 13:33

  本文关键词：车用LED芯片的设计

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【摘要】：经济发展日益增速的背后是能源的不断消耗在默默支撑,人们在不断寻找新能源的同时也在使用进步的科技手段不断的提高现今能源的使用效率,照明产业的LED恰好是杰出代表,相比于过去的白炽灯在照明度与工作效率上都有了显著的提高,作为一种新的照明器件,LED可以搭配更加智能的驱动电路,以适应更多的照明环境。结合物联网的发展,在照明、通信以及医疗领域都有着充分的地位,同时对LED的驱动电路的不断改善是每一个从业LED行业的设计师需要不断思考与完善的责任,更高的照明效率也是设计中不断追求的目标。与过去普通的汽车车灯相比。LED由于自身的单级转化发光特性,相比于过去的两极发光转化有很高的效率。LED在正常工作下使用寿命可以达到10万小时,它超长的寿命与其节能环保的特性得到了所有汽车厂商的青睐。LED车灯伴随着汽车电子市场的的发展迅速兴起,需要设计不同的LED驱动来满足不同的车用环境。随后从微观层面对LED的光电热三方面进行性能分析,同时结合车用LED的适用环境为设计车用驱动做好充分的准备。根据车用LED驱动要求LED电流具有稳定、线性、可调、可靠等性能。其次对LED驱动的拓扑如BUCK、BOOST等拓扑进行具体的分析,接着对LED驱动的各种保护机制进行有效的分析,并逐次分析其重要性,为芯片设计时各种模块的取舍做铺垫,包括热保护、过流保护、短路保护等,对各种调光模式进行分析说明,同时相互比较优劣,预见各种潜在问题。在上述分析的基础上,利用80BCDμm.工艺平台设计一款车用LED驱动芯片,具有宽输入电压和大电流,且输出电流可调,具有过温保护与开路保护功能。对芯片设计出总体框架,其中包含电源模块、电压基准模块、电流基准模块、过温保护模块、PWM调光模块以及开路保护模块的。在设计的过程中对部分模块的设计通过比较优劣取舍出较优的设计完成整个芯片的设计。最终也对芯片的封装做出了初步的介绍,使得整个芯片的设计完整性得到解决。经过对所设计的各部分模块的仿真验证与仿真结果的功能数据得出,设计的车用LED芯片的达到了预期的目标。
【关键词】：LED驱动 车用 线性 恒流
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.65
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景10-12
• 1.2 LED产业目前发展状况12-13
• 1.3 LED芯片的现状与展望13-17
• 1.4 本文的主要工作17-18
• 第二章 LED驱动原理18-33
• 2.1 LED基本原理18-22
• 2.1.1 LED的电学特性18-19
• 2.1.2 LED的光学特性19-21
• 2.1.3 LED的温度特性21-22
• 2.2 LED的驱动方式22-26
• 2.2.1 开关电源拓扑结构22-25
• 2.2.2 线性恒流驱动25-26
• 2.3 LED驱动的保护机制26-30
• 2.3.1 过温保护26-28
• 2.3.1.1 过温保护电路的设计原理26-27
• 2.3.1.2 关于温度迟滞曲线的说明27-28
• 2.3.2 短路保护28
• 2.3.3 过流保护28-29
• 2.3.4 软启动29-30
• 2.4 LED调光30-32
• 2.4.1 PWM调光30-31
• 2.4.2 模拟调光31-32
• 2.4.3 可控硅调光32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 车用LED芯片的设计33-41
• 3.1 系统拓扑的选择33-34
• 3.2 预稳压电源模块34
• 3.3 基准模块34-37
• 3.4 过温保护模块37-38
• 3.5 PWM调光模块38
• 3.6 开路保护模块38-39
• 3.7 驱动运放的电路设计39-40
• 3.8 芯片的应用电路设计40
• 3.9 本章小结40-41
• 第四章 芯片电路的仿真41-54
• 4.1 电压基准仿真41-43
• 4.2 电流基准仿真43-45
• 4.3 过温保护电路45-46
• 4.4 开路保护电路46-47
• 4.5 PWM调光47-48
• 4.6 驱动运放的仿真48-51
• 4.7 全局仿真51-52
• 4.8 芯片引脚信息52-53
• 4.9 本章小节53-54
• 第五章 结论54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-58
• 攻硕期间取得的研究成果58-59

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本文编号：778865