LED驱动控制芯片之芯片版图与测试

LED在生活中处处可见，有显示屏的，也有照明的，但是有很多人不知道LED灯需要LED驱动器来驱动，下面来介绍驱动器的芯片控制器相关知识。

控制器的结构如图1所示，主要模块也标注于图中。

图7 控制器芯片的模块框图

芯片有两个基准电路，基准1用于欠压锁定比较器的基准，基准2(VREF)是一个精确度更高的电压基准用于误差放大器、比较器等模块电路。供电模块主要包括一个7V(INTVCC)输出的低压差电压调节器和3V(VDD)输出的电压调节器。运算放大器是芯片核心的模块之一，SP、SN作为运算放大器的两个输入端，OV采样输出电压则是作为过压或限压的功能。其它诸如带斜坡补偿电路的振荡器，分别用于开关管和调光管的驱动电路，峰值电流以及过压、过流比较器，逻辑单元电路等共同组成这个驱动控制器芯片系统。本文提出的升压型LED驱动控制芯片在1.5μm BCD的工艺下仿真并流片测试，芯片的输入电压范围为3~15V,图2为芯片的显微照片。

图2 控制器芯片的显微照片

芯片测试

设计升压型LED驱动电路的PCB测试版进行不同工作模式下的测试，其中的主要外围元件参数为：电感L=47μH,输出电容C=20μF,采样电阻Rs1=300 mΩ，Rs2=50mΩ。当输入电压为5V,输出电压大约为24V(7个LED串联)时，占空比超过80%.图3为输出典型波形图。VOUT是输出电压，Iinduct是电感电流，Gate是功率管的驱动电压波形，在较大占空比时斜坡补偿起到了很好的稳定输出的效果。

图3 升压型LED驱动波形(占空比>80%)

图4是PWM调光功能下的测试波形，输入电压为10V,输出电压为15V,调光的频率为100Hz,调光比为3000:1.可以看到，LED的导通电流值几乎不变，实现了前面所说的恒流PWM调光功能。

图4 PWM调光模式波形(调光比3000:1)

对于选用的功率管的导通电阻Rds(on)=10mΩ(@VGS=7V)，直接利用该电阻替代电流峰值检测电阻RS2,测试的条件：输入电压5V,输出电压15V,开关频率fS=320kHz,测试结果如图5所示。

图5 无采样电阻模式波形

在升压型驱动电路测试中成功实现了无采样电阻模式和PWM调光模式，测试结果充分验证了设计方案的可行性。以上就是LED驱动的相关技术知识，如果要从事相关行业，需要设计人员有雄厚的知识储备，还需要积累大量的项目开发经验。