论文部分内容阅读
随着能源供需矛盾的日益激化,发光二极管(LED, Light Emitting Diode)作为第四代绿色光源,其环保、低功耗、寿命长、体积小等诸多优点使得世界各个经济发达国家在此领域展开激烈的技术竞争。同时伴随着LED产品市场“井喷”时期的到来,为了实现对LED发光效果的有效控制,各大LED驱动设计公司频频推出新型产品,来达到对LED驱动市场需求的实时把握,占有市场先机。本文设计了一种基于时钟再生机制的6通道恒流LED驱动芯片,主要用于LCD背光驱动、LED装饰照明系统等领域。整体芯片包括了时钟再生模块、48位移位寄存器、内部振荡器、控制模块和PWM灰度比较器以及输出驱动级等模块。仿真结果表明,芯片的工作电压为3.3V-5.5V,具有3/6路恒定18mA输出电流,片内输出电流匹配度大于96%,片间输出电流匹配度大于95%。通过时钟再生机制对级联的时钟信号进行反相和整形,使芯片的级联长度具有很大优势,同时驱动可实现3或6通道选择输出功能。本文着重从以下几方面展开研究工作:1、通过在对现有LED驱动电路进行分析研究的基础上,提出了本芯片的整体设计指标和方案,具体化各模块的作用。2、作为具有时钟再生机制的恒流LED驱动,首先对时钟再生机制在本设计中的意义进行分析说明,然后采用Cadence软件对相关模块进行设计仿真,并利用Verilog HDL语言对基于时钟反相技术的8-bit单通道LED驱动芯片进行仿真,证明了本芯片能够正常工作,并且在级联长度上具有优势,具有3/6通道选择性输出功能。最后对部分重要电路模块进行了详细分析,包括工作原理与电路设计,各模块的仿真结构都与设计目标相吻合。3、在完成芯片的整体设计后对其进行整体仿真,再采用CSMC0.5um N阱CMOS工艺设计规则完成版图设计,进行流片。最后利用示波器观察芯片级联时的输出波形,分析得出本芯片在级联使用时具有远距离级联能力的优势。