学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

18通道恒流LED驱动器的设计研究

作　者: 方海莹
导　师: 于军胜
学　校: 电子科技大学
专　业: 光学工程
关键词: LED驱动电路 脉宽调制 恒流驱动
分类号: TN312.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 210次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


在人们日益关注环境与能源的今天,发光二极管(LED, Light Emitting Diode)因为有着寿命长、耗能低、污染小等优点,必将代替传统光源成为新一代绿色光源。LED在背光源、显示屏和装饰照明等方面的广泛应用,推动了LED驱动芯片的研究与发展。各种新型的LED驱动芯片不断被提出以满足市场的需求,LED驱动芯片的设计已经成为研究热点。本论文设计了一种18通道恒流LED驱动芯片,主要用于室内外LED显示屏,走字屏和LED装饰照明系统。芯片中包含了144位串行移位寄存器,数据锁存器,带隙基准源,内部振荡器和高压可编程恒定电流输出驱动级,采用了CSMC(CSMC, China Semiconductor Manufacturing Corporation) 0.5μm CMOS工艺制造。芯片的工作电压为3.3V ~ 5.5V ,输出驱动级可以承受高达40V的输出电压,有18路恒定电流的输出,同时输出电流精度高,同一芯片各通道间的输出电流匹配度可达到±2%,不同芯片之间的输出电流匹配度可达到±4%。每个通道可输出高达30mA的恒定电流。芯片采用了8位PWM(PWM, Pulse Wide Modulation)脉宽调制,可以实现256级LED灰度调节,并且具有过温保护功能。本论文完成的工作主要包括了:1、在研究了大量LED驱动芯片设计的基础上,提出了具体设计指标、系统整体电路结构及工作原理。2、对芯片中一些重要的子电路模块进行了详细介绍,包括基本工作原理、电路结构,并在此基础上提出了性能更优的新型电路,采用Cadence的Spectre对各子电路模块进行了仿真。3、完成芯片的设计后,对芯片进行了整体仿真,仿真结果表明芯片可以在PWM灰度控制下输出恒定电流,整体性能达到了设计指标。采用CSMC 0.5μm工艺对版图进行了设计,整个芯片面积仅为1963×1229μm 2。4、芯片流片后,对其进行测试的结果表明,芯片工作正常,芯片通道间电流匹配度达到了±2 %,芯片间电流匹配度在±4%之内,最大功耗约为78mW。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-24
  1.1 LED 的概述  10-14
    1.1.1 LED 的特性  10-12
    1.1.2 LED 的发展状况及应用  12-14
  1.2 LED 驱动电路的概述  14-22
    1.2.1 LED 驱动器的特性  14-17
    1.2.2 LED 驱动方式简介  17-22
  1.3 LED 驱动器的国内外发展  22-23
  1.4 本课题研究的意义及主要内容  23-24
第二章 驱动芯片的整体结构设计  24-33
  2.1 芯片的系统工作原理  24-29
    2.1.1 电路模块  24-28
    2.1.2 芯片的主要特性参数及输入输出引脚  28-29
  2.2 芯片的主要设计指标  29
  2.3 PWM 灰度控制  29-33
第三章 子模块电路的设计与仿真  33-58
  3.1 基准电压源  33-41
    3.1.1 带隙基准电压源基本原理  33-35
    3.1.2 带隙基准电压源电路设计  35-39
    3.1.3 带隙基准电压电路的完整结构及仿真结果  39-41
  3.2 振荡器  41-47
    3.2.1 振荡器的原理  41-44
    3.2.2 片内振荡器的设计  44-46
    3.2.3 仿真结果  46-47
  3.3 比较器  47-50
    3.3.1 迟滞比较器的基本原理  48
    3.3.2 迟滞比较器的设计  48-49
    3.3.3 仿真结果  49-50
  3.4 过热保护电路  50-52
    3.4.1 过热保护电路的基本原理  50-51
    3.4.2 过热保护电路具体电路的设计及仿真结果  51-52
  3.5 输出级驱动  52-58
    3.5.1 基本原理  52-53
    3.5.2 输出驱动级的设计  53-56
    3.5.3 仿真结果  56-58
第四章 芯片的整体仿真和版图设计  58-65
  4.1 芯片的整体仿真  58-59
  4.2 芯片的版图设计  59-65
    4.2.1 CMOS 工艺简介  60
    4.2.2 数字版图设计  60-61
    4.2.3 模拟版图设计  61-65
第五章 芯片的测试  65-70
  5.1 芯片封装管脚分布  65-66
  5.2 芯片的测试  66-70
    5.2.1 Ivcc 测试  67
    5.2.2 内部振荡器频率 Fosc 测试  67-68
    5.2.3 VIREF 测试  68
    5.2.4 输出电流测试  68-69
    5.2.5 输出占空比控制测试  69-70
第六章 总结与展望  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-74
攻读硕士期间取得的研究成果  74-75
附录一  75-76

相似论文

  1. 基于STM32的空调压缩机无位置传感器矢量控制,TB652
  2. 基于脉宽调制作用下静止无功发生器的研究,TM761.1
  3. 垂直轴风力发电机电压控制器的研发,TM315
  4. SVPWM技术在现代串级调速中的应用研究,TM921.53
  5. 单相光伏并网逆变器的设计及研究,TM464
  6. 10KW风力发电机组控制,TM315
  7. 一种电流模式同步整流降压型DC-DC转换器的设计,TM46
  8. 基于FPGA的锁相环飞轮稳速控制实现技术研究,V448.2
  9. 一款高效率低失真D类音频功率放大芯片的设计与实现,TN722.75
  10. 节能电梯再生能量馈网系统研究,TU857
  11. PWM DC-DC开关功率变换器瞬态的符号分析及UPS并机控制同步算法的研究,TM46
  12. 异步电机SVPWM的矢量控制系统研究,TM343
  13. 基于滑模变结构的永磁同步电动机矢量控制系统的研究,TM341
  14. 兆瓦级风力发电逆变器的研究,TM464
  15. 异步电机直接转矩控制系统仿真研究,TM343
  16. 三电平逆变器关键技术及实验研究,TM464
  17. 白光LED驱动芯片设计,TN312.8
  18. 一种宽输入范围、高调光比白光LED恒流驱动芯片的设计,TN312.8
  19. 高功率因数大功率LED驱动控制芯片设计,TN312.8
  20. 多电极SOA饱和功率研究及驱动控制系统设计,TN253

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 半导体二极管 > 二极管：按结构和性能分 > 发光二极管
© 2012 www.xueweilunwen.com