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LED具有体积小、寿命长、节能、环保等优点,被称为21世纪最有发展前景的绿色光源。LED主要应用于照明领域及室内外屏幕显示;随着LED亮度的提高以及设计工艺的更新,它向着室外全彩大屏幕方向发展。作为发光二极管灯具的核心器件, LED驱动芯片发挥的作用也越来越重要。 本文根据LED驱动芯片的应用场合,设计了一款专用于全彩大屏幕显示的乱序PWM控制的24通道恒流LED驱动芯片。主要包括上电复位电路、数据的传输与锁存、乱序PWM生成电路以及恒流驱动电路。主要研究内容及成果如下: (1)以三基色为基础,设计了一款乱序PWM控制的24通道恒流LED驱动芯片。该芯片内建24个乱序PWM输出通道,每个通道输出电流为5~80mA;输出电流的大小可由外接电阻调整。 (2)设计了一款乱序PWM的生成电路,主要提高屏幕刷新率,克服屏幕闪烁问题。原始数据通过选择管脚的设置,将数据分为两个部分,一部分为6位数据,另一部分为8位数据;经过一系列的逻辑后形成64级灰度等级和256级灰度等级的PWM波形;再经过PWM合成最终形成乱序PWM波形,这样可以提高屏幕的刷新率,降低闪烁度。 (3)设计了一款恒流驱动电路,其中带隙基准电压的设计,采用了低电压自偏置共源共栅电流源结构,不仅电路设计简单,同时降低了功耗。仿真结果表明,温漂系数为9.87ppm/℃;电源电压在4.5V到5.5V之间,输出电流基本不变。整个恒流驱动电路的仿真结果表明:电阻值在280~5KΩ之间变化时,输出的电流在4.8~82.6mA范围内可调。 (4)后端版图设计是在 Cadence软件中采用 CSMC05工艺完成的。使用全定制方法优化和验证了标准单元门电路版图,便于整个芯片版图的布局。整个芯片的尺寸为2262μm*2142μm。