ldo線性恒流源高亮度led驅(qū)動的研究和設(shè)計論文

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1、LDO線性恒流源高亮度LED驅(qū)動的研究和設(shè)計畢業(yè)論文目錄第1章緒論11.1高亮度LED發(fā)展歷程和研究意義11.1.1高亮度LED發(fā)展歷程11.1.2研究高亮度LED驅(qū)動的意義21.2論文結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容3第2章高亮度LED驅(qū)動的理論基礎(chǔ)研究42.1高亮度LED驅(qū)動技術(shù)42.1.1高亮度LED的發(fā)光特性與驅(qū)動42.1.2LED常用驅(qū)動方法52.2高亮度LED驅(qū)動的典型電路原理62.3課題設(shè)計要求和設(shè)計方案的優(yōu)化92.3.1課題設(shè)計要求92.3.2線性線性恒流源LED驅(qū)動的優(yōu)化設(shè)計102.4．芯片整體設(shè)計目標(biāo)112.

2、4.1芯片要實現(xiàn)的功能112.4.2芯片的應(yīng)用領(lǐng)域12第3章關(guān)鍵子電路的設(shè)計133.1帶隙基準(zhǔn)和穩(wěn)壓輸出電路133.1.1帶隙基準(zhǔn)電路的設(shè)計133.1.2穩(wěn)壓輸出電路153.2實際電路的設(shè)計173.3帶隙基準(zhǔn)和穩(wěn)壓輸出電路1823.4過熱保護(hù)電路193.4.1過熱保護(hù)電路設(shè)計193.4.2其他電路的設(shè)計203.5版圖布局22第4章芯片全局后仿真及分析244.1仿真結(jié)果25第5章總結(jié)與展望28參考文獻(xiàn)29致謝30附錄主要英文縮寫語對照表312第1章緒論隨著電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，高亮度LED的研制得到了成功，尤其是白

3、光LED的研制成功，使得它越來越在生活中的各個領(lǐng)域。而高亮度LED發(fā)光效率的不斷提高，使得越來越多的選擇高亮度LED，例如汽車的外燈等（日間行車燈，近光燈、遠(yuǎn)光燈等）和普通照明設(shè)備等。LED生產(chǎn)廠家最近推出的高亮度LED的效率已替換傳統(tǒng)的鹵素?zé)?。從傳統(tǒng)的鹵素?zé)暨^渡到高亮度LED可以大大降低功耗，延長產(chǎn)品的使用壽命。按照市場調(diào)研公司StrategiesUnlimited得出的結(jié)論，隨著亮度增加、價格降低和應(yīng)用市場的推廣，照明背光及汽車應(yīng)用將是高亮LED市場在今后3～5年內(nèi)的主要增長動力，到2011年，整個市場規(guī)模

4、將會達(dá)到90億美元。目前，高亮度LED驅(qū)動芯片是電源管理芯片市場的研究熱點。高亮度LED驅(qū)動關(guān)鍵是要提供恒定的電流，以保證發(fā)光強(qiáng)度的穩(wěn)定和均勻。線性恒流型高亮度LED驅(qū)動，具有結(jié)構(gòu)簡單，電磁干擾(EMI)和噪聲低、對負(fù)載和電源的變化響應(yīng)迅速、尺寸較小及成本低廉等優(yōu)點，適合應(yīng)用于蓄電池供電的照明系統(tǒng)中。因此研究LDO線性源高亮度LED驅(qū)動有著極其重要的經(jīng)濟(jì)意義[1]。1.1高亮度LED發(fā)展歷程和研究意義1.1.1高亮度LED發(fā)展歷程從20世紀(jì)60年代第一只發(fā)光二極管（LightEmittingDiode，LED）

5、問世以來，LED經(jīng)歷了30多年的指示器和顯示器的應(yīng)用。早期用GaAsP材料制成的紅光LED在驅(qū)動電流20mA時，光通量為千分之幾流明，發(fā)光效率僅0.1lm/W，只能做指示燈。20世紀(jì)70年代，材料研究不斷深入，引入了ln和P，使LED能產(chǎn)生綠光、黃光和橙光，發(fā)光效率提高到1lm/W，應(yīng)用進(jìn)入顯示領(lǐng)域。80年代以后，出現(xiàn)了用GaAlAs材料制成的LED，其封裝技術(shù)也逐步提高，紅、黃色LED的發(fā)光效率可達(dá)10lm/W。90年代初，發(fā)紅光、黃光的GaAllnP和發(fā)綠光、藍(lán)光的GalnN兩種新材料開發(fā)成功，使LED的發(fā)

6、光效率得到大幅度提高。1993年日本日亞化學(xué)（Nichia）率先在藍(lán)色氮化鎵LED技術(shù)上突破并很快產(chǎn)業(yè)化，進(jìn)32而于1996年實現(xiàn)白光LED，并于1998年推向市場，為LED找到了照明的新舞臺。高亮度LED與標(biāo)準(zhǔn)LED的主要差別在于它們的輸出功率，傳統(tǒng)LED的輸出功率在0.1瓦以內(nèi)，而高亮度LED可達(dá)1~5瓦。白光LED的出現(xiàn)，使高亮度LED應(yīng)用領(lǐng)域跨足至高效率照明光源市場。曾經(jīng)有人指出，高亮度LED將是人類繼愛迪生發(fā)明白熾燈泡之后，最偉大的發(fā)明之一。目前，高亮度LED已普遍應(yīng)用在生活中的各個領(lǐng)域，如：顯示、交

7、通信號燈、汽車電子、背光源、建筑照明、建筑裝飾等。隨著亮度的增加、價格降低和應(yīng)用市場的推廣，高亮度LED得到了空前的發(fā)展。1.1.2研究高亮度LED驅(qū)動的意義LED利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，當(dāng)兩端加上正向電壓，半導(dǎo)體中載流子發(fā)生復(fù)合，放出過剩能量而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見光。LED的核心是一個半導(dǎo)體晶片，而高亮度LED是以GaN（氮化稼）材料P型摻雜的突破為起點發(fā)展起來的。高亮度LED，泛指以四元化合物及GaN系化合物所制成的LED。高亮度LED的內(nèi)在特征決定了它是最理想的光源，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光源，有著廣泛的

8、用途。在全球能源短缺問題成為廣泛關(guān)注的焦點的今日，環(huán)保、節(jié)能是當(dāng)今各產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重心，尤其是需要消耗大量電力的照明產(chǎn)業(yè)，在燈源的研發(fā)上更是趨向節(jié)能、環(huán)保。發(fā)光二極管的出現(xiàn)，為人類的照明世界帶來新的革命。尤其是高亮度LED更被寄予厚望，有“綠色照明”光源之稱，發(fā)展?jié)摿o限。受全球市場需求持續(xù)增長的刺激，以及中國政府制訂并扶持半導(dǎo)體照明工程的影響，以LED為代表的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，