主辅双通道LED驱动芯片的设计

【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。芯片采用台湾nuvoton0.6umCDMOS工艺,SOP8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整体性能的影响。针对流片的产品芯片,在27℃和85℃下对随机30颗芯片的参数进行了测试,并运用6σ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。
【作者】丘启炎；
【导师】冯勇建；
【作者基本信息】厦门大学，精密仪器及机械，2014，硕士
【关键词】LED矿灯；主辅双通道；版图设计；6σ分析；

【参考文献】
[1]郑熹.导弹发射反力分析[J].舰船科学技术.1991(06)
[2]宋丹丹.高速铁路客运工种培训体系及评价研究[D].北京交通大学,交通运输规划与管理,2013,硕士.
[3]庞玉辉.八倍体小滨麦与硬粒小麦杂交后代的分子细胞学研究[D].西北农林科技大学,作物遗传育种,2014,博士.
[4]张翔.筋脉通对糖尿病大鼠血清TNF-α及坐骨神经NGF的影响[D].北京中医药大学,内科学,2014,硕士.
[5]乔海颖.基于金纳米颗粒和二硫化钒纳米材料的生物传感新方法[D].湖南大学,2014.
[6]胡杨.项目集收益管理战略模型研究[D].长安大学,技术经济及管理,2013,硕士.
[7]高亢.利用零拍探测系统测量脉冲激光器噪声[D].天津大学,光电子技术,2013,硕士.
[8]张帆.水热沉淀法制备Ni-CaO/Al_2O_3复合催化剂及其在ReSER制氢上的应用[D].浙江大学,化学工艺,2013,硕士.
[9]田毅.经济网络的一般理论分析及其现实运用[D].西南交通大学,产业经济学,2003,硕士.
[10]邱娜.员工—主管关系与员工满意度间的研究—基于信任的角度[D].云南财经大学,企业管理,2014,硕士.
[11]滕国伟,王国中,张兆扬,石旭利,余松煜.一种基于自适应阈值的H.264/AVC帧内预测模式快速选择算法[J].自动化学报,2006,04:526-533.
[12]刘真甫,孙冬梅.基于同态加密的安全生物认证技术的研究[J].保密科学技术,2014,12:35-40.
[13]蒙雪梅.怎样使用红外辐射测温仪测量体温[J].标准计量与质量.2003(06)
[14]曹小兵.胶东乳山金青顶金矿床控矿构造解析与找矿预测[D].中国地质大学（北京）,矿物学、岩石学、矿床学,2013,硕士.
[15]杜晓露.电砭石温熨疗法与针灸传统疗法治疗风寒湿型肩凝症临床疗效研究[D].北京中医药大学,中医骨伤,2013,硕士.
[16]张月.汉韩否定词对比及韩国学生使用汉语否定副词的偏误分析[D].苏州大学,汉语国际教育（专业学位）,2013,硕士.
[17]王艳.基于种植的下颌后牙区骨内重要解剖结构的锥形束CT研究[D].广州医科大学,外科学,2014,硕士.
[18]罗斯加.热压影响下住宅厨房共用排气系统空气动力特性分析[D].沈阳建筑大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2012,硕士.
[19]王冲.青年马克思异化论新探[D].北京邮电大学,马克思主义中国化研究,2013,硕士.
[20]张祥龙.高模量橡胶纳米复合材料的制备与性能及其应用研究[D].北京化工大学,2013.
[21]钟绍华,杨通胜.山区地震勘探激发要素探讨[J].石油地球物理勘探,1995,S1:160-163+186.
[22]张雷.基于GIS的哈尔滨太阳岛旅游导航信息系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[23]李辉,杨世武,崔勇,刘彦堂.基于ZigBee和GSM的桥隧贯通地线监测[J].铁道通信信号,2014,09:68-71.
[24]张弼,毛志忠.基于分段线性化Hammerstein模型的自校正控制器设计[J].控制与决策,2015,03:417-424.
[25]赵震宇.中英习语文化差异的对比研究[D].江苏科技大学,外国语言学与应用语言学,2013,硕士.
[26]王兆其,高文,陈益强,杨长水,左力,姜大龙,李治国.虚拟人行为交互方法研究[J].系统仿真学报,2001,S2:591-594.
[27]曹海军.我国刑事科学技术工作管理模式创新研究[D].东北师范大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[28]姬小娟.大型直线振动筛的动力学分析[D].西安科技大学,机械工程,2013,硕士.
[29]马轩.彩色棉生物化学和分子生物学的初步研究[D].中国农业科学院,生物化学及分子生物学,2004,硕士.
[30]朱益新.无锡奥神环保科技公司产品竞争战略研究[D].西安理工大学,工商管理,2003,硕士.
[31]卞利锋.某医院康复楼电气照明系统的设计与研究[D].长安大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[32]曾鸣,李娜,董军,曾博.基于大安全观的电网运行管理关键技术——关于印度大停电的思考[J].电力系统自动化,2012,16:9-13.
[33]傅纲.基于.net的高校员工考评系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[34]谢琦.穴位贴敷合捏脊疗法对小儿哮喘缓解期（肺脾气虚证）免疫指标的影响[D].黑龙江中医药大学,中医儿科学（专业学位）,2013,硕士.
[35]赵伟.基层工商行政管理部门公务员素质研究[D].安徽大学,行政管理,2013,硕士.
[36]胡桔州,兰秋军.金融时间序列的数据挖掘技术与经典统计模型的比较[J].系统工程,2005,06:95-98.
[37]尚坤.兰州石化公司研究院发展战略研究[D].兰州大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[38]辜新宇.多通道精密时间间隔测量系统的研制[D].中国科学院研究生院（国家授时中心）,通信与信息系统,2013,硕士.
[39]张驰.山东大学生数字影像创作研究[D].山东师范大学,广播电视艺术学,2013,硕士.
[40]陈颖,葛毅强,苏宁,徐宝梁.食品中转基因成分检测方法的研究进展[J].食品与发酵工业.2003(06)
[41]师五喜,郭利进,郭文成.一类严格反馈非线性系统的间接自适应模糊控制[J].控制与决策,2009,10:1573-1575+1579.
[42]谢英赞.外源GB、ALA及SNP对干旱胁迫下虎掌（Pinellia pedatisecta）形态特征、生理特性及有效药用成分含量的影响[D].西南大学,植物学,2013,硕士.
[43]王蕾.初中化学教师在教学中应用PPT课件的现状研究[D].东北师范大学,科学与技术教育,2012,硕士.
[44]胥桂凤.黑色旅游发展中居民感知与态度研究[D].华侨大学,人文地理学,2014,硕士.
[45]李贺玲.数据挖掘在网络入侵检测中的应用研究[D].吉林大学,软件工程,2013,硕士.
[46]陆秋瑜,胡伟,闵勇,王芝茗,罗卫华,成涛.考虑时间相关性的风储系统多模式协调优化策略[J].电力系统自动化,2015,02:6-12.
[47]舒立.基于智能卡组件的教育CA证书申请体系研究[D].湘潭大学,电力电子与电力传动,2003,硕士.
[48]张晓琳.有氧运动对脑缺血小鼠前额叶皮层HPPCn mRNA水平的影响[D].首都体育学院,运动人体科学,2013,硕士.
[49]缪彬.MIS的管理支持体系结构研究[D].昆明理工大学,2001.
[50]鞠颂东,徐杰,卞文良,耿勇,刘韧.物流网络理论的提出与探究[J].北京交通大学学报(社会科学版),2009,02:16-20.