主辅双通道LED驱动芯片的设计.pdf

摘要 摘要 在矿山生产照明中，铅酸电池供电的白炽钨丝矿灯，有体积大、维修费用高 且白炽钨丝灯寿命短、耗电量大、因玻璃易碎而使用不安全等不足。为此本文设 计了一款以锂电池为电源、LED 为光源，高精度欠压阈值和主辅双通道自动切 换的恒流驱动芯片，不仅减小了矿灯的体积和重量，提高了矿灯的寿命和安全使 用性能，而且提升了矿灯的标准化生产水平，所设计的驱动电路符合矿灯照明的 行业标准。 为了既保证主灯的生产工作时间，又保证辅灯的应急时间，提出了一种高精 度欠压阈值检测电池电压，实现双通道自动切换的结构，精确检测电池的容量变 化，保证了充电的时间节点，确保了矿灯使用安全；为了解决电池电压充电节点 的一致性，设计了时序逻辑校正控制结构电路，精确调整了分压电阻的阻值，实 现了带有80mV 迟滞的欠压阈值±2% 电压范围的控制，有效防止了因电源波动引 起双通道切换的误操作，满足芯片稳定性好、抗干扰性强的设计要求。为了降低 芯片的功率损耗，设计了一种8000 倍高增益电流放大器，精确线性驱动功率 MOS ，实现0.1V 驱动200mA 低压差的结构。另外还设计了主灯短路保护和过 温保护等电路，进一步保证矿灯工作安全。 nuvoton 0.6um CDMOS SOP8 芯片采用台湾 工艺， 的封装。芯片的版图设计 充分运用了常用匹配技术和开尔文连接等技术，有效减小了版图寄生参数对芯片 o o 27 C 85 C 30 整体性能的影响。针对流片的产品芯片，在 和 下对随机 颗芯片的 6σ 参数进行了测试，并运用 分析方法进行分析，确定了合格芯片的参数范围， 为大批量芯片测试提供了判断依据。 LED 6σ 关键词： 矿灯；主辅双通道；版图设计； 分析 I Abstract Abstract Safety is the most important factor in miner production, there are a lot of accidents are caused by miner’s lamp. Traditional miner’s lamps use lead-acid batteries for power, incandescent tungsten as light source which has a number of disadvantages such as large volume, high maintenance costs, short lifetime, great power consumption and unsafely because of the fragile glass. This paper designed a lithium battery as the power supply, the LED as light source of high precision under voltage threshold and automatic switching dual channel driver with constant current, not only overcome the above disadvantages, but also promo