电感开关式LED驱动设计

作     者：刘志强 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姚若河

授予年度：2011年

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

主      题：LED驱动 电感开关 稳流控制 

摘      要：随着时代的发展,以LED照明为代表的新一代照明方式必将取代现有方式,成为21世纪的主要照明选择,而LED的电气特性决定了现有电源都不能直接用于驱动LED照明电路,因此对LED驱动电路的研究有重要的理论意义和应用价值。 本文通过分析LED的发光特点,总结出LED驱动器必须满足的几个条件,并对现有的LED驱动方式进行比较,设计了一种以电感开关式LED驱动技术为基础的恒流输出LED驱动电路,重点对电路中的带隙基准源、误差放大器、振荡器、PWM比较器及驱动模块进行了分析和设计,并采用Cadence软件对子模块以及整体电路进行了功能特性及关键参数仿真,验证了电路的可行性。文章最后对整体设计工作进行了总结,总结出了所设计电路的特点和不足之处,并根据不足提出了相应的改进方法。 本电路采用Cadence软件,在CHRT0.35 CMOS工艺下,进行设计和仿真,设计的目标为:在输入电压为3V-5V时,输出电压不超过4V的情况下,通过对输出电流进行采样反馈,电路能自动对输入电压变化和负载变化进行稳流调节,输出电流变化控制在2%以内。 通过对子电路和整体电路的仿真,可以得到所设计电路基本性能如下:带隙基准源的电源抑制比为64.38dB、温漂为16ppm/℃;误差放大器增益为78.89dB;振荡器频率为4.25MHz;整体电路性能为:在负载为40Ω、采样电阻为100mΩ时,输入电压从3V升至5V,输出电流从101.78mA升至102.66mA,变化在1%以内;在电源电压保持4V不变、采样电阻为100mΩ时,负载电阻从10Ω升至40Ω,输出电流保持在102mA左右,变化在1%以内。 从以上仿真数据可以看出,所设计电路在负载和输入电压变化时,能自动调整输出电流大小,变化控制在1%以内,能满足初始设计目标。