一款正弦反激式白光LED驱动芯片设计

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白光LED(Light-Emitting Diode)由于其环保、高效、节能、寿命长等优点在照明领域得到了快速发展,已经成为新世纪最炙手可热的节能环保产品,必将逐步取代传统的白炽灯、荧光灯,市场前景广阔。我国LED产业规模在2011年达到1200多亿元,而且还将高速发展。由于白光LED的电学参数离散性较大,易受环境变化影响,正向导通电压较大,且市电高达220V的交流电压不能用来直接驱动白光LED,因此需要有专用的驱动控制芯片驱动,从而对白光LED驱动控制芯片的研究开发提出更多的关注。本文设计了一种适用于白光LED照明的正弦反激式AC/DC驱动控制芯片。文章首先对LED驱动控制原理进行了分析阐述,同时结合当前市场需求,进而设计了这款基于BCD工艺,采用峰值电流PWM调制模式的恒流驱动白光LED驱动芯片,其中耐高压功率开关管放在片外,节省了芯片的面积及成本;文中给出了芯片的工作原理及具体的设计方法,完成了芯片中各主要模块的分析设计;并基于Cadence的Spectre工具对各个模块及整体电路进行了仿真和验证;基于CadenceVirtuoso工具设计完成了芯片的版图,进行了版图的优化验证;并对反激式AC/DC开关电源电路进行了分析、设计,仿真验证结果显示达到了设计的指标和要求。本芯片电路和版图的设计、仿真基于CSMC0.5um BCD工艺。输入电压范围90VAC至264VAC,可用于90V至130VAC,180V至264VAC的双输入范围;基于正弦反激式拓扑;高功率因数(≥0.95);转换效率达到90%左右;工作在非连续导通模式(DCM,Discontinuous Current Mode);原边闭环校准及线性校准;过温保护,欠压保护等功能。
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