LED自其诞生之日就被认为具有广阔的应用前景。在集成电路制造工艺进步带来的LED生产成本降低和人们的能源危机意识和环境保护意识不断增强的背景下,LED照明逐渐得到广泛应用,有望大范围内取代白炽灯照明和荧光灯照明。然而,LED照明器件需要配合专用的驱动芯片来维持LED照明系统的正常工作。LED恒流驱动芯片可以保证LED工作电流恒定,同时芯片内部的各种保护电路能够让照明系统应对多种异常突发情况。可以说,LED驱动芯片是LED照明系统的心脏。研制高精度LED照明驱动芯片是普及LED照明应用中非常重要的环节。本文设计的高精度可调光LED照明驱动芯片是一款恒流驱动芯片,其能够控制LED的平均电流恒定。若采用2?的片外电流检测电阻,片内400mV的参考电压使电感峰值电流达到200mA,则LED平均电流为100mA。此外,线电压补偿技术能够补偿线电压波动对电感峰值电流的影响,提高了电感峰值电流的精度控制。同时,芯片兼容多种调光方式,包括模拟调光、可控硅调光器调光和PWM调光。为了配合调光功能,最小退磁时间控制电路会动态调整功率管最小关断时间。芯片采用汉磊0.5μm 5V/40V Backend 2P2M工艺完成了仿真、流片和测试,芯片面积为1.17×0.84mm2。在测试结果中,芯片供电电压稳定在12.5V且完全启动所需时间仅需要302ms,满足最新的500ms快速启动要求,表明源极驱动技术对快速启动的优势。芯片适用于全范围的交流电压输入和12-600V的直流电压输入,实现3%的LED恒流精度,最高系统转换效率达到95%。在调光功能测试中,调光角增大到35°时电感峰值电流开始明显变化,而调光角为105°时电感电流进入不连续模式,能实现7%-100%的调光范围芯片。无需辅助绕组供电,简化设计,降低系统成本,并具有多重保护功能,包括LED短路保护、过温保护等,能满足最大700mA LED输出电流的应用需要。
