论文部分内容阅读
近年来,大功率发光二极管(LED)以其光效高、能耗低、寿命长、响应速度快等性能优点,引领了照明领域一场空前的革命。LED驱动电路决定了LED灯的亮度、使用寿命、系统转换效率和稳定性,成为目前的研究热点。本文采用峰值电流检测模式的脉冲宽度调制方式,基于华虹NEC 0.35μm 40V BCD工艺,研究设计了一款能在8~42V的输入电源电压范围内,-40~125℃的温度范围内正常工作的高转换效率、高输出电流精度的车载照明LED驱动电路。首先,利用带隙原理产生偏置电流,设计一种带负反馈的预稳压电路,使预稳压电路在8~42V的输入电源电压范围内,给基准源电路和线性稳压器提供稳定工作电压,确保LED驱动在8~42V的输入电压范围内正常工作;然后,采用自偏置共源共栅电流镜结构,利用NMOS管在亚阈值区、线性区和饱和区不同的导电特性,产生正温度系数电流;利用多晶硅高阻与N-well电阻组成串联电阻,代替线性区的NMOS管,产生与正温度系数电流互补的负温度系数电流,设计了一种高精度、低温漂的新颖求和型CMOS基准电流源,提供低的偏置电流,降低LED驱动控制电路的功耗,提高LED驱动的转换效率;采用预抑制电路对预稳压电路输出电压进一步稳压,利用MOS管在亚阈值的温度特性,设计了一款高电源电压抑制比、高精度的基准电压源,提供高精度的参考电压,提高了输出电流的精度。基于数/模混合集成电路专用Cadence软件平台,完成了整体电路原理图设计和前仿真,在8~42V的输入电源电压范围内,驱动1~9个二极管,输出电流为400mA时,最高系统转换效率可达97.7%,最高输出电流精度可达0.78%。在输入电源电压36V及以上,驱动6~9个二极管,驱动电流为400mA时,仿真测得该LED驱动电路系统转换效率大于92.9%;在电源电压为40V,驱动9个LED,输出电流为400mA时,该LED驱动电路系统转换效率为95.8%,输出电流精度为1.75%。并完成了LED驱动电路整体版图设计与后仿真,版图面积为925.3×826.8μm2,后仿真结果与前仿真结果基本一致。结果表明,本文设计的低电流基准电流源及高精度基准电压源有效的提高了系统转换效率和输出电流精度