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随着LED发光技术的不断完善,LED取代传统照明的趋势日益明显。近年来,LED灯具已经具备了流明大,节能,使用时间长等优点,而且属于绿色照明,因此LED必将成为照明的主流趋势。 LED采用低压直流供电,要应用在市电的环境下,需要设计AC-DC变换器,同样为了给LED稳定供电,应采用高性能的电源管理芯片(PMU,Power Management Unit)。电源管理芯片的市场正在逐步的扩大,其性能也在飞快提高。特别是由于半导体工艺,如CMOS工艺的发展,电源管理芯片的功能越来越强,而且其性能指标也越来越高。另外数模混合芯片设计的飞速发展,也为电源管理芯片的设计技术与性能带来明显提升。 本文基于反激式变换器的基本架构,设计了一款电源管理芯片。采用目前主流的集成电路设计方法,建立了整个系统的行为级模型,验证设计的算法。然后利用混合信号电路设计原理与技术,优化设计了该电源管理芯片。在芯片流片完成之后,还设计了可应用于LED的电源,包括变压器设计,外围电路元器件选择等。同时为了能让LED更好地应用于市场,还设计了能兼容目前的可控硅调光的模组。 本文设计的电源外围元器件简单,经过测试,效率最高达84.5%,功率因素0.996,在输入电压为85V~265V下,可兼容3~20W的LED灯的照明,在可控硅调光方案中,调光比可达100:1,完全满足LED应用。 系统行为级建模采用了Matlab/Simulink进行系统级的建模和仿真。芯片级电路设计仿真采用Cadence Spectrue仿真工具,0.56um CMOS工艺。