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白光LED广泛地应用在便携式电子产品中,用作高质量的背光光源。基于DC-DC的白光LED芯片具有电磁干扰小、PCB板面积小和成本低的优势,并且随着新型电荷泵电路输出电流能力的提高、输出电阻的减小以及LED效率的提高,基于DC-DC电荷泵电路已经成为了LED驱动器广受欢迎的一种解决方案。本文正是根据这种技术发展趋势,设计了一款基于自适应电荷泵技术的恒流型白光LED驱动器,可广泛适用于手机、数码相机、MP3播放器等便携式产品中。本文通过对电流模式DC-DC变换技术和LED驱动方法的研究,设计了一款采用双电流反馈环路的电流控制模式白光LED驱动芯片。传统的电流模式采用输出电压反馈环路和电感电流反馈环路,本文根据驱动LED需要稳定电流的特点,采用双电流反馈环路,即电感电流环路和负载电流环路,这样就能对负载电流做出快速响应,通过反馈环路达到稳定LED电流的目的;在分析了连续电感电流模式(CCM)下峰值电流模式的开环不稳定性和斜坡补偿原理的基础上,本文设计的电流模式DC-DC白光LED驱动芯片在所需的负载LED电流范围内都工作于不连续电感电流模式(DCM)下,不需要斜坡补偿电路、系统稳定且能达到较高的效率。通过设定外部电阻RSET来控制LED电流的大小,并能通过直流电压、逻辑信号或脉宽调制信号(PWM)来调节LED的亮度;通过设定SHDN管脚使芯片进入静电电流几乎为零的掉电模式;当负载LED电流稳定不变时,芯片将自动尽可能地调低LED管脚的电压,低LED管脚电压确保了高效率;芯片在2V-7V的宽电源电压输入范围内可支持高达40mA的LED电流,高压输出级可驱动多达4个串联的白光LED,使芯片理想地用于电池供电的应用中。并且设计了过流限制保护和检测电路防止开路负载故障。采用SMIC 0.5μm CMOS工艺,利用Cadence中的Spectre对驱动芯片的各个模块及整体电路进行设计与仿真,结果显示该LED驱动芯片具有好的输入输出波形和高的效率,实现了设计目标。