0简介currently当前用于白光驱动的升压电路主要包括电感性DC-DC电路和电荷泵电路。

电感DC-DC电路具有诸如EMI的问题,而电荷泵电路具有简单的结构和低的EMI,并且已经被广泛使用。

白色LED驱动的电荷泵主要有两种类型:电压模式和电流模式。

与电压模式可能导致每个LED的亮度不匹配的缺点相比,电流模式为每个通道分别输出恒定电流,从而可以更好地匹配亮度,并且不需要外部平衡电阻,这极大地降低了亮度。

节省空间。

本文提出了一种用于驱动白光LED的电流型电荷泵电路的设计方案。

该设计方案使用了1.5倍的升压电压,与传统的2倍的升压模式相比提高了效率,并采用了数字调光方法,可以提供32级灰度输出,以满足不同场合的需求。

系统结构如图1所示。

主要可分为以下几部分:带隙基准电路,软启动电路,振荡器,1.5倍电压电荷泵,数字调光模块。

当EN / SET端子输入高电平时,芯片启动,并且通过1.5倍电压电荷泵对Vin进行升压,以将输出电压稳定在5V。

如果EN / SET端子输入一系列脉冲,然后将其设置为高电平,数字调光模块可以记录脉冲数,然后将其转换为不同的输出电流以实现调光功能。

1 1.5倍电荷泵原理1.1基本原理1.5倍电荷泵原理如图2所示。

基本控制思想如下:OSC通过驱动器控制S1〜S7的接通和关断电路。

顺序如下:首先,打开S1,S4和S6,Vin为电容器C1充电,并使C2短路以使VC1 = V1,VC2 = 0;在第二时刻,关闭S1,S4,S6,然后打开S2,S3,S5,S7,C1对C2充电,从而使VC1 = VC2 = 1/2 V1,最后将V1加到充电C3。

循环再次开始。

VCUT除以电阻,然后与参考电压进行比较,以控制上部MOS管的导通电阻并改变充电电路的RC充电常数最终将输出稳定在5V。

图3是控制脉冲时序图,其中D1为S1的驱动信号,低电平有效; D2为S4,S6的驱动信号,高电平有效; D3为S2 S3,S5,S7的驱动信号为低电平有效。

为了防止时钟馈通,驱动电路中包括不重叠的时钟电路。

1.2实际电路设计整个开关管网络由5个PMOS管S1,S2,S3,S5,S7和2个NMOS管S4,S6组成,如图4所示。

例子来计算开关管的宽长比。

根据布局设计规则的要求,单个管的宽长比W / L可以设置为2.8μm/0.6μm。

假设S1的纵横比是x(W / L),则S4的纵横比是y(W / L)。

该设计使用CSMC0.6μm工艺,根据工艺和设计要求,V1 = 3.3 V,unCOX =50μA/ V2 VTHN = 0.7 V,| VTHP | = 1 V,2up = un,由于其他管子的宽度,长度比也可以相同的方式获得。

由于流过开关管的电流较大,因此开关管的宽长比较大,并且晶体管通常并联连接,这通常在布局上以华夫结构实现。

如果开关管的基板未连接至源极端子,则会发生基板偏置效应,从而导致开关管产生阈值损耗,从而导致电荷泵电压无法升至设定值。

如图4所示,可以轻松判断开关S1,S3,S4,S5和S6的源极和漏极端子。

S2和S7两端的电压不确定,因此,如果处理不当,将对基板造成偏压。

效果,本设计采用了一种可以更好地解决此问题的方法。

通过比较器比较V1和Vout,如果Vout> V1,则将S2和S7的基板端子连接到Vout端子,如果Vout