随着半导体技术的高速发展,高效节能、绿色环保的LED被广泛应用于照明、显示领域当中,正在逐步代替传统的照明方式。LED驱动芯片作为LED照明系统中的重要组成部分之一,其性能将直接影响整个系统的性能。因此,研究并设计一款高性能的LED驱动芯片具有重要的价值和意义。本文针对中小功率的AC-DC LED照明应用,首先研究了LED的发光原理及其驱动方式、DC-DC驱动电路的工作原理与控制方式、LED驱动的恒流控制原理以及电流采样原理。其次基于新型的自适应关断时间的恒流控制方式,设计了一种高精度的恒流LED驱动电路。该驱动电路结合滞环电流控制模式,通过采用一种新型的自适应关断时间控制环路代替谷值电流检测环路,将对电感电流谷值的控制转换为对关断时间的自适应控制。这种恒流控制方式避免了因关断时间固定而引起的误差,从而提升了系统的恒流精度。除此之外,这种基于自适应关断时间的恒流控制方式无需检测电感电流的谷值,只需对开关导通阶段的电流采样即可,因此减小了采样电阻上的损耗,提升了LED驱动系统的转换效率。整体驱动电路包含电源管理、逻辑控制、恒流控制、前沿消隐以及系统保护等电路模块。本文采用TSMC 0.18μm 70V BCD工艺完成电路设计,并基于Cadence Spectre平台完成仿真验证。仿真结果表明:在典型情况下,采样电阻为3.3Ω,理想的输出电流为60.61m A,实际输出电流为60.45m A,关断时间为8.7μs,恒流精度为0.26%;在20～125m A的输出电流范围内,最大恒流误差不超过0.8%;在20～100V的输出电压范围内,输出电流的最大变化率不超过1%。在整个负载变化范围内,系统的最大工作频率为100k Hz,系统的峰值转换效率为92.6%。能够很好地满足高精度LED照明的应用。