本文關(guān)鍵詞：一款高精度非隔離恒流LED驅(qū)動芯片的設計

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【摘要】：近年來,由于我國經(jīng)濟迅速發(fā)展,對能源的消耗日益增大,環(huán)境污染問題正逐步成為困擾國家發(fā)展的重大難題。節(jié)能成為了當代國人的重要研究性課題。而在總體能源消耗中,照明市場占到了其中的12%,因此在照明市場實行節(jié)能刻不容緩。LED照明的發(fā)展正在起到這樣的作用,由于其低成本,高的能源使用率,使得LED未來的市場前景不可限量。本文是基于LED照明廣闊的市場空間及低碳節(jié)能環(huán)保等諸多社會益處的前提下,設計了一款高精度非隔離恒流LED驅(qū)動芯片以滿足LED燈具對驅(qū)動電源的要求。該款芯片基于CSMC0.25um25V BCD Process工藝平臺設計與流片,它是一款高精度的LED恒流驅(qū)動芯片,可應用于LED恒流驅(qū)動電源,支持全電壓輸入AC85-265V。芯片利用源極驅(qū)動技術(shù),無需次級反饋電路即可實現(xiàn)恒流驅(qū)動,無需變壓器輔助繞組來實現(xiàn)退磁檢測以及芯片供電,大大減少了外圍電路元器件,節(jié)約了系統(tǒng)成本和體積。該款芯片內(nèi)部集成了高精度電流取樣電路,使得LED的輸出電流精度達到土3%以內(nèi),線性調(diào)整率達到小于3%,負載調(diào)整率2%以內(nèi),同時實現(xiàn)90%以上的轉(zhuǎn)換效率。該款芯片具備完善的保護功能,其利用變壓器退磁時間來進行輸出過壓檢測,一旦檢測到過壓信號芯片便進入“打嗝”工作狀態(tài)；芯片集成了輸出短路檢測電路,一旦發(fā)現(xiàn)輸出短路信號芯片便會進入較低的工作頻率以限制輸出功率。芯片的保護功能還包括電流過流保護、CS采樣電阻開、短路保護,芯片電源電壓欠壓保護和過溫保護等等功能,以保證整個系統(tǒng)在各種非理想工作環(huán)境中安全可靠的工作。針對該款芯片的設計,本文主要工作是：給出了該芯片各項功能的系統(tǒng)級設計,及芯片實現(xiàn)各項功能的方法,并給出了模塊的具體電路以及仿真結(jié)果,如基準電壓隨溫度的變化關(guān)系、線性補償電路的仿真結(jié)果等,最后,本文給出了芯片流片后各項參數(shù)及功能的測試結(jié)果。在開環(huán)測試中,啟動電流、啟動電壓、工作電流基本符合規(guī)格要求,VCC電壓的鉗位以及欠壓閾值點與設計值基本吻合,其它各項參數(shù)也符合設計要求；在閉環(huán)測試中,系統(tǒng)的線電壓調(diào)整率和負載調(diào)整率都為1.3%,都在要求范圍內(nèi)。到目前為止,該款芯片已經(jīng)全面通過驗證,正在轉(zhuǎn)入量產(chǎn)階段。
【關(guān)鍵詞】：開關(guān)電源 非隔離 恒流 LED驅(qū)動
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM923.34
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-16
• 第一章 緒論16-20
• 1.1 LED照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必要性16
• 1.2 LED照明的應用16-17
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向17-18
• 1.3.1 研究現(xiàn)狀17
• 1.3.2 照明用LED驅(qū)動IC發(fā)展方向17-18
• 1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排18-20
• 第二章 開關(guān)電源相關(guān)原理的概述20-36
• 2.1 幾種調(diào)整器的介紹20-22
• 2.1.1 線性調(diào)整器20-21
• 2.1.2 開關(guān)型調(diào)整器21-22
• 2.2 三種工作模式22-24
• 2.2.1 連續(xù)工作模式(CCM)22-23
• 2.2.2 臨界工作模式(BCM)23
• 2.2.3 斷續(xù)工作模式(DCM)23-24
• 2.3 三種基本拓撲的分析24-28
• 2.3.1 buck-boost電路拓撲24-26
• 2.3.2 boost電路拓撲26-27
• 2.3.3 buck電路拓撲27-28
• 2.4 相關(guān)器件的選擇28-34
• 2.4.1 電感的選擇28-32
• 2.4.2 二極管的選擇32-33
• 2.4.3 輸出電容的選擇33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-36
• 第三章 芯片系統(tǒng)級簡介36-42
• 3.1 芯片總體簡介36-40
• 3.1.1 基本特征36
• 3.1.2 典型應用36-37
• 3.1.3 啟動37
• 3.1.4 恒流設置37-38
• 3.1.5 元件參數(shù)設置38
• 3.1.6 保護功能38-39
• 3.1.7 電氣參數(shù)39-40
• 3.2 線電壓調(diào)整率和負載調(diào)整率40-41
• 3.2.1 線性調(diào)整率40
• 3.2.2 負載調(diào)整率40-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 第四章 電路各模塊的分析設計與仿真42-68
• 4.1 REGULATOR模塊42-46
• 4.1.1 啟動電路與帶隙基準電路42-45
• 4.1.2 VCC鉗位電路45-46
• 4.2 REFERRENC模塊46-49
• 4.2.1 欠壓保護電路46-47
• 4.2.2 使能信號的產(chǎn)生47-48
• 4.2.3 REG&REF模塊綜述48-49
• 4.3 PWM模塊49-54
• 4.4 TDDET模塊54-59
• 4.5 保護功能模塊59-67
• 4.5.1 過溫保護OTP59-61
• 4.5.2 LED開路保護61-62
• 4.5.3 LED短路保護62-63
• 4.5.4 采樣電阻R_(CS)開路保護63-64
• 4.5.5 采樣電阻R_(CS)短路保護64-67
• 4.6 本章小結(jié)67-68
• 第五章 芯片測試結(jié)果與分析68-80
• 5.1 開環(huán)測試結(jié)果及分析68-77
• 5.1.1 芯片啟動電流、啟動電壓及工作電流測試68-70
• 5.1.2 VCC鉗位電壓鉗位點與欠壓的的測試70-73
• 5.1.3 功率管最小導通時間以及最長關(guān)斷時間的測試73-75
• 5.1.4 電流檢測閾值(CS腳電壓)的測設75-76
• 5.1.5 芯片的過溫保護測試76-77
• 5.2 閉環(huán)測試結(jié)果及分析77-79
• 5.2.1 系統(tǒng)的線電壓調(diào)整率77-78
• 5.2.2 芯片負載調(diào)整率的測試78-79
• 5.3 本章小結(jié)79-80
• 第六章 總結(jié)與展望80-82
• 6.1 本文的主要工作總結(jié)80-81
• 6.2 前景及展望81-82
• 參考文獻82-84
• 致謝84-86
• 作者簡介86

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本文編號：964523