医疗领域中,常规治疗手段可能会存在一定的副作用,甚至风险性,人们探索出激光治疗法,但其发展受限于成本较高,人们正尝试利用LED代替激光进行光疗。LED驱动芯片作为LED驱动电源的核心部分,相比常规电源驱动,其高集成度大大降低了体积,助力便携式设备的发展。LED光疗注重安全性和有效性,要保证LED发光的稳定和精确,兼具可调性和良好的热管理,并尽可能降低功耗,延长使用寿命。本文主要从LED驱动芯片的精度、效率和调光关键技术层面,结合光疗应用具体需求,对芯片结构和模块电路进行研究与设计。为合理选择调光方式,本文对应用在心血管系统疾病治疗研究中的红光LED进行不同调光方式下的温升实验,得出在合理选择驱动电流和PWM调光占空比时可以降低一定程度的LED温升。实验结果还得出3W医用红光LED驱动电流在500mA以上时,温升加剧,光衰较大,故芯片设计指标最大输出电流为600mA,配合PWM调光的作用,可使等效电流在500mA以下。为实现驱动电流和PWM调光占空比双向选择,设计的芯片结构兼具模拟和PWM调光两种功能,实现两者并行调光。基于可穿戴式光疗设备需求,芯片采用锂电池供电,典型电压3.3V。基于BOOST结构,设计芯片双闭环的恒流控制回路,搭建出芯片整体框架结构。芯片关键模块研究与设计中,设计出可实现基准电压输出灵活调节的带隙基准电路,1V输出时温漂系数低至18.24 ppm/℃。采用功率管导通电阻代替串联电阻的方式,解决常规电感电流采样功耗大的缺点。针对占空比大于50%时的次谐波振荡问题,设计斜坡补偿电路对其进行补偿。改进典型误差放大器电路,对于补偿电容带来的零点问题,通过调零电阻进行解决,实现其相位裕度70.2°,电源抑制比65.8dB。针对典型过温保护中功耗较大、稳定性较差的问题,采用三极管负温度特性,基于滞回比较的思想,设计150℃阈值的芯片过温保护模块。设计UVLO电路,实现对电源的保护和芯片正常工作电压的锁定。完成混合调光功能电路设计,还有反相器、比较器和偏置电路的symbol创建与仿真。完成对芯片外围LED过温电路的设计,搭建芯片外围典型应用电路,推导出BOOST升压结构关键器件电感和电容的典型应用参考值。