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LED作为一种新型环保光源,被广泛应用于显示、照明等领域。应用差异对LED驱动技术提出了不同的要求。大屏幕显示要求画面一致性好,发光单元电流须保持恒定且误差很小。而市电照明要求驱动电源具有高功率因数、可调光等特点。此外,从易用性的角度还要求采用高压集成工艺设计和生产驱动芯片。
针对以上问题,本文对LED驱动技术展开研究。主要工作包括:开发了一款适用于大屏幕显示的16通道LED恒流驱动芯片,完成版图验证和后仿真;提出一种功率因数校正的控制方法,基于此方法开发出一款具有功率因数校正的LED照明芯片原型电路;对现有中低压工艺进行改造,开发出高压LDMOS器件,并成功应用到一款AC/DCLED照明驱动芯片设计中。
本文解决的关键技术问题有:
(1)在16通道LED恒流驱动芯片中,通过设计电流调节电路,实现了在较大温度和电压变化范围内实现输出电流恒定不变。通过优化版图布局,降低了通道间输出电流误差。
(2)在具有功率因数校正的LED照明芯片中,通过优化APFC控制方法,在满足功率因数90%的同时降低了输出电流的峰均比,延长了LED的使用寿命。此外,还设计了一种新型的LED调光电路,克服了传统可控硅调光中出现的功率因数降低的问题。
(3)在保持原有中低压工艺流程基本不变的前提下,通过改变设计规则和部分工艺参数,设计出工艺兼容的高压LDMOS器件。按照一定的标准提取SPICE参数,并成功应用在具体电路设计中,解决了高压器件工艺集成的问题。