LED恒流驱动电路研究与设计

基于CSMC 0.5μm BCD工艺给出LED恒流驱动电路.利用MOS管饱和区恒流特性以及电流负反馈结构,给出三种恒流驱动方案.比较三种方案的恒流工作电压,确立最终结构.采用的方案能够有效降低恒流工作电压并实现利用外接电阻控制恒流输出的大小,驱动电流范围为14.5mA到91.5mA.驱动电流可以通过外接PWM数字信号实现输出使能控制,控制响应时间为7ns.可用于LED显示屏.通过Hspice软件进行仿真,5V的电源电压波动±10%时驱动电流波动小于1.85%.环境温度由25℃变化到85℃时驱动电流变化2.14%.外接电压由0V变化到5V,此时的驱动电流变化小于5.5%.当驱动电流为91.5mA时,恒流工作电压仅为0.38V.     

一种电流自适应温度的LED驱动电路

基于0.5 μm CMOS工艺,设计了一种电流可随系统温度变化自适应调节的LED驱动电路。通过设计自适应调控模块,实现LED驱动可自适应工作于正常恒流输出、自适应调控输出、滞回关断保护三种状态。Spectre仿真结果表明,在0 ℃～80 ℃的正常温度范围内,350 mA的恒流驱动输出变化小于0.28%;电源电压在±10%的波动范围内,恒流输出波动小于1.8%;80 ℃～110 ℃间,调控输出驱动电流可调幅度为160 mA;111 ℃时,电路关断输出,直到温度降回70 ℃后,重新开启。该电路对热功耗的管理作用更加高效可靠,对于LED照明等领域的应用,较现有方案更为优越。     

基于恒定开关频率DC-DC变换器的大功率LED驱动芯片

完成了一种降压型恒流LED驱动芯片的设计。采用迟滞控制模式以提高芯片工作时的瞬态响应速度;采用电阻分压式二阶曲率补偿方法设计出低温度系数和高电源抑制比的带隙基准电路;对导通时间与关断时间电路进行设计改进,使导通时间与关断时间均与输入电压有关,且相互抵消,从而使开关频率仅由负载和外接电阻决定,保证了开关频率的稳定,且可按需求选择。采用ASMC 0.5μm BCD 60V工艺,完成芯片的设计,流片测试结果表明:芯片可在10~40V的工作电压范围内提供350mA的恒定驱动电流,纹波为70mA;在输出电流为350mA、驱动3个LED时的输出效率高达90%,且在相同负载条件下,输出电流变化时,输出效率基本不变。     

滞流控制实现LED恒流驱动

设计了一款降压型LED恒流驱动芯片的滞环控制电路.该芯片采用高边电流检测方案,运用滞环电流控制方法对驱动电流进行滞环控制,从而获得恒定的平均驱动电流.设计采用简单的设计理念实现恒流驱动,不需要复杂的电路分析,能实现精确的电流控制,且自身具有稳定性.芯片采用0.5μm 5V/18V/40V CDMOS工艺研制,电源电压范围为4.5V-28V,工作温度-40℃～125℃,可为LED提供恒定的350mA驱动电流,通过调节外部检测电阻,可调节恒定LED驱动电流.外部提供DIM信号,通过DIM的占空比来调节LED的亮度.Hspice仿真结果显示:LED驱动电流为滞环变化的三角波,恒流精度小于6.2%.     

一种具有新型过温保护功能的LED恒流驱动电路

设计了一种具有滞回和过温缓冲保护功能的发光二极管(LED)恒流驱动电路。该电路由恒流驱动模块、滞回和过温关断模块、延时复位模块、滞回和过温缓冲模块组成;实现了电路的双温度滞回和过温缓冲保护功能,可对缓冲阶段所处的时域区间和温度区间进行调节。电路在过温缓冲跳变点和过温关断点附近分别有5 ℃和29 ℃的温度滞回区间,避免了电路发生热振荡,增大了电路正常工作区的范围,可保证电路高效稳定地运行。     

带补偿网络的高精度LED恒流驱动电路的设计

为满足LED显示驱动芯片的要求,采用CSMC 0.5μm CMOS数模混合工艺,设计了LED恒流驱动电路。采用补偿网络与高精度电流镜,改善电路的瞬态响应并提高输出电流的精度。该电路可利用外接电阻调节恒流输出的大小,电流输出范围为3 mA～40 mA。利用Spectre在不同工艺角下对电路进行仿真,电源电压从4.5 V～5.5 V变化时,电流的最大变化率为1.62%;温度变化范围为-40℃～85℃时,最大温度系数为58.84×10-6,外接电压由2 V～6 V变化时,电流最大变化率为2.23%,驱动电路性能良好。     

新型LED照明恒流驱动电路

针对传统LED恒流驱动电路存在输出电流受LED电压、关断时间和电感大小等影响的问题,设计了一种采用线性跨导放大器和电压控制延迟电路的新型LED照明恒流驱动电路。通过理论分析,并采用1μm 700 V BCD工艺进行仿真,结果表明,消除了传统LED恒流驱动电路的问题。使用新型LED恒流驱动电路,有效提高了应用方案的可靠性和LED照明驱动模块生产的一致性。     

电流随温度自适应调节的LED驱动电路

针对传统LED驱动芯片不适用于大功率连续照明的问题,设计了一种电流随温度自适应调节的LED驱动电路。该电路具备过温滞回关断保护作用。基于CSMC 0.5 μm工艺,Spectre仿真结果表明,当电源电压正负波动10%时,恒流输出波动小于1.1%;当系统温度在0 ℃~83 ℃变化时,恒流输出变化小于0.28%;在83 ℃~103 ℃之间,调控输出电流可调幅度为93 mA,这种幅度变化不会被人眼发觉有明显光变;当温度升高到106 ℃时,过温关断保护电路开启,关断整体电路输出,直到温度降回69 ℃后,LED驱动电路又重新开启。     

恒流LDO型串联大功率白光LED驱动器的设计

介绍了一种LDO型串联大功率白光LED恒流驱动控制器的设计.该电路包括LDO、带隙基准电压源、反馈电路、电流传感取样电路、大功率驱动电路五个部分.芯片采用9 V供电,利用片内集成的LDO电路输出5 V电压,作为控制部分的电源电压.采用台积电0.35μm 2P4M N阱CMOS标准工艺完成设计.Spectre仿真结果表明,当电源电压在±10%之间跳变或环境温度在0℃～100℃之间变化时,芯片可为3 W白光LED提供350 mA恒定驱动电流,误差小于±0.5%,电源利用效率可达76.17%以上.     

滞环电流控制的大功率LED恒流驱动芯片设计

设计了一款滞环电流控制的大功率LED恒流驱动芯片,其采用高边电流检测方案,通过内部电流检测电路对LED驱动电流进行滞环控制,从而获得恒定的平均电流。芯片采用9VBICMOS工艺流片,可输出350mA电流驱动1W的LED,也可输出750mA电流驱动3W的LED。在4.5～9V输入电压范围内,芯片输出驱动电流变化小于3.5%。在环境温度从25°C变化到100°C时,芯片输出驱动电流变化小于5%。由于滞环电流控制环路存在自稳定性,芯片无需补偿电路。     

多功能脉冲恒流源的研究

针对微弧氧化、离子渗氮等离子体表面处理工艺中有时需要电流恒定这一特点,提出一种新型的多功能脉冲恒流源,此电源既可以实现峰值电流恒流也可以实现平均值电流恒流,并且可以进行实时的转换。该电源的设计思想和具体实现方法在文中有详细的阐述,且其2种功能在不同的参数条件下均能稳定工作。另外,将此电源用于部分工艺实验后也产生了较好的效果。     

一种高稳定、低温漂的LD驱动电路设计

论文介绍半导体激光器（LD）驱动电路的工作原理及几种驱动电路的特点,着重介绍恒流方式的驱动电路。通过对影响驱动电流稳定性和温度漂移的因素分析,提出合理设计方案。方案中驱动电路的采样电阻由金属导线与负温度系数电阻串联组成,从而减小因采样电阻值随温度变化而引起驱动电流的漂移。     

带有PFC功能的适配器设计

随着开关器件在各种电能变换器中的广泛应用,虽然提高了变换器的转换效率,但是带来了谐波污染和功率因数降低等问题。为了消除谐波污染并改善功率因数,设计一款隔离型电源适配器,以TI公司的电源芯片UCC28019为核心,具有功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)、精密恒压/恒流输出功能。通过对适配器各分单元的原理介绍,对主电路中电感和变压器进行参数计算,对电路进行仿真验证,证明了该方法的可行性。     

精密比例采样模式LED驱动电路设计和研究

基于CSMC 0.5μm标准CMOS工艺设计研制了一种精密比例采样模式的LED驱动电路,电路通过运算放大器反馈控制使采样MOS管和功率MOS管的三端电位相等,实现采样电流对输出电流的精确传感,达到更好的恒流特性。通过电路的小信号模型分析,得到精密比例采样模式的小信号等效输出电阻远大于传统比例采样模式,同时保证了系统的稳定性。经电路仿真及流片测试,表明当LED驱动电流为350mA,电源电压6V并正负波动10%时,改进的精密比例采样模式LED驱动电路比传统比例采样模式LED驱动电路的恒流特性稳定度提高了41%。     

Design and research of an LED driving circuit with accurate proportional current sampling mode

An LED driving circuit in accurate proportional current sampling mode is designed and fabricated based on CSMC 0.5 μm standard CMOS technology. It realizes accurate sensing of sampling current variation with output driving current. A better constant output current characteristic is achieved by using an amplifier to clamp the drain voltage of both the sampling MOSFET and power MOSFET to the same value with feedback control. Small signal equivalent circuit analysis shows that the small signal output resistance in the accurate proportional current sampling mode circuit is much larger than that in a traditional proportional current sampling mode circuit, and circuit stability could be assured. Circuit simulation and chip testing results show that when the LED driving current is 350 mA and the power supply is 6 V with ±10% variation, the stability of the output constant current of the accurate proportional current sampling mode LED driving 1C will show 41% improvement over that of a traditional proportional current sampling mode LED driving IC.     

一种采用双环和自适应开关频率控制的恒压-恒流控制芯片的设计

本文设计了一款输出5V/2.0A的恒压(CV)-恒流(CC)控制芯片,采用flyback架构和源边反馈.该芯片采用双反馈环精确控制输出电压和输出电流,使得系统在工艺与温度等参数变化时具有更好的调整性能,优于通常使用的开环控制方法。同时系统可以根据输出电压值在恒压和恒流模式之间实现自动和平滑的切换,因而不会影响切换过程中的电压和电流调制精度,这很好地克服了使用迟滞比较器实现模式切换的数字控制方式的不足。通过采用有源电容倍增技术对电压反馈环实现片上补偿,可以不增加额外的封装管脚,并且有效地节省了芯片面积.为了在不牺牲瞬态响应性能的前提下减小芯片的无负载功耗,芯片应用了自适应开关频率控制模式,在轻载模式下,可自动降低开关频率以减小功耗.最低功耗可小于100mW .采用0.35-μm 40-V BCD工艺完成流片,芯片面积为1.5mm 1.0mm.由于线性调整度和负载调整度所造成的输出电压误差小于 1.7%.     

基于ARM半导体激光器的驱动设计及测试

在半导体激光器的使用过程中,驱动电路直接影响着激光器的稳定性。对此文中提出了一种高效、稳定,宽功率输出范围的设计方案,采用采样电阻和恒流电路实现稳定的闭环控制,得到恒定的驱动电流;利用热敏电阻温度特性,温度控制电路结合单片机控制系统,实现温度的闭环控制,从而实现了稳定的温度控制要求;结合恒温,恒流控制以及单片机系统,设计功率闭环控制方案。实验结果表明,不同温度下,功率计测得功率与驱动电流成良好的线性关系,且功率范围宽、电路可靠工作时间长、激光器单色性稳定、系统稳定性好。     

半导体激光器驱动电路设计

设计了一种半导体激光器驱动电路,论述了半导体激光器的构造及其电路原理,阐述了半导体激光器驱动电路中恒流电路与恒压电路的工作原理与设计思路.通过在电路设计中增加恒压电路模块,有效地降低了半导体激光器的功耗.     

SLED光源的恒温恒流控制系统研究

采用以单片机为核心的控制电路和PID控制算法,对SLED的温度和驱动电流进行高精度的控制,使工作温度可在0℃～30℃设定范围内稳定到±0.01℃以内,驱动电流在20mA～200mA设定范围内可稳定在±0.02mA以内,满足了光纤传感系统对光源光谱分布和输出功率稳定性的需要。