高压LED恒流驱动电路研究与设计

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LED作为新一代的光源以其无污染、高可靠性、寿命长、节能环保等优点越来越多的应用于显示、照明等领域。LED自身物理特性决定了其使用过程中需要驱动电路来保证可靠的光源产生,同时这种控制方式必须是电流控制,以保证LED发光的恒定性。因此,电流控制型LED驱动IC设计对LED照明的发展具有重要作用。目前,对输入电压不是很高的LED照明系统通常采用电池供电,考虑到电池供电不稳定性,这类电路的驱动性能不够理想;而对于直接采用市电供电的照明系统,通常还需要搭建外围的AC-DC电路。这样,使用成本就会增加并且使用起来也比较复杂。本文结合CSMC 0.5um BCD工艺,采用逆向设计与正向设计相结合的方式设计了一款高输入电压的恒流LED驱动IC。设计电路内部包括DC-DC控制电路,利用PWM调制方式很好的实现了恒流驱动的目标。设计电路具有固定频率和固定关断时间两种工作模式。两种模式下,电路均具备恒流驱动、线性调光、数字调光、过压保护、短路保护的功能。通过对IREF引脚所连接的电阻RR1、RR2的阻值的调整,可以实现对恒流电流值的设定,输出电流范围是6mA-173mA。电路内部的带隙基准电压电路可以产生1.27V的基准电压,并且该电压作为输出可以对外提供基准。电路通过内部线性稳压器作用输入电压可由11V变化到25V,并且始终将电源电压稳定在8.1V,不需要外围的电压变换电路就可以对LED进行恒流驱动。由于使用工艺的限制,电路的最高耐压被限制在25V,只要实现更高耐压的JFET设计就可以提高电路的整体耐压。因此,文章还针对高耐压JFET器件进行了研究,给出了相关的研究参考。
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