全數位式A/D 轉換器應用於LED 驅動器的研究

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Title:	全數位式A/D 轉換器應用於LED 驅動器的研究
Authors:	楊鎮澤
Contributors:	電子工程系
Keywords:	數位A/D 轉換器、數位PWM、數位比較器、數位控制器、LED 驅動器
Date:	2012-12
Issue Date:	2013-04-16 18:34:51 (UTC+8)
Abstract:	本研究計畫主要針對全數位A/D 轉換器應用於發光二極體(LED)驅動器的研究，而能夠實現以全數位的方式控制交換式電源供應器完成LED 驅動器功能，並滿足驅動器所有的規格。由於數位控制方式對於系統雜訊、類比元件變動具有低的敏感性，容易與其他數位系統做整合成複雜的數位系統，同時可以進一步的容易由軟體控制。因此最近幾年數位方式控制的直流-直流轉換器，已逐漸被研究人員所接受與大量投入研究。為了實現全數位方式的控制器，於本研究計畫中著手進行數位式控制器的設計。然而欲完成數位式控制器的設計，首先針對個別的子電路方塊完成分析與設計，如全數位式A/D 轉換器、數位式比較電路、數位脈波寬度調變電路與相關的控制電路。進而將子方塊電路以FPGA 實現與驅動電路進行整合，並進行系統特性的分析與量測。最後使用 MatLab 軟體做系統的分析、PSIM 軟體做架構的分析、Verilog 與HSPICE 做電路分析與 Cadence、LAKER 與Calibre 軟體以TSMC0.18um CMOS 製程完成晶片的設計製作，同時再與驅動電路結合進行測量分析，以完成數位控制晶片的實現。數位控制晶片的製作完成後，與交換式電源供應驅動電路結合，完成LED 驅動電路進行整體的測試。使整體特性規格達到具有，過載保護與過電壓保護功能、90%以上的轉換效率、小於20mV 的輸出漣波電壓、2.2V 的最小輸入電壓、28V 的最大輸出電壓、 350mA-550mA 範圍的輸出電流與驅動16 顆以上個數的LED 等相關規格，實現本研究計劃的期望成果。
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