在便携式设备的液晶背光领域中,白光LED的应用十分广泛。为了适应单节锂电池的供电环境,同时减小电学参数离散性的影响以保证LED发光均匀,需要设计专用的驱动电路。近年来,在市场需求和技术革新的推动下,白光LED驱动芯片不断地朝着高效率、低噪声和灵活可控的方向发展。本文设计了一种基于高效电荷泵的新型LED驱动芯片,由于采用固定开关频率的1.5倍线性模式电荷泵,提高了效率,降低了纹波和电磁干扰;同时集成了新型的LED驱动电路,提高了芯片的可控性,可通过单一引脚实现使能控制和32阶循环等比调光。在系统设计部分,本文首先详细推导1.5倍线性模式电荷泵的主要指标,并进一步分析占空比的设定和电荷泵效率的改进措施;然后设计了一种可显著提高编程能力的LED驱动结构,分析相关子模块的设计参数,包括串行控制接口定义、调光电流比例、调光编码表以及电流模式DAC的位数,指出了提高亮度匹配度的相关措施;最后给出芯片的整体结构并介绍其工作过程。本文主要介绍五个子模块的设计,详细阐述了工作原理、实现电路和容差仿真结果。其中振荡器输出600KHz占空比为1/3的方波,电流模式DAC将八位数字输入转换成电流输出,Trimming模块提供经过温度补偿的基准电流,串行控制接口SCI实现使能控制和调光阶数检测,而ROM代码转换电路则将调光阶数转换为DAC的输入代码。在完成系统线路设计的基础上,作者结合工艺库仿真了整体功能以及关键的性能参数,结果表明新型LED驱动芯片达到了预定要求。