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1、 电 子 科 技 大 学 UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA 专业学位硕士学位论文 MASTER THESIS FOR PROFESSIONAL DEGREE （电子科技大学图标） 论文题目 一种 CFL 驱动芯片设计 专业学位类别 工程硕士 学 号 201122032009 作 者 姓 名 潘华 指 导 教 师 方 健 教授 分类号 密级 UDC注1 学 位 论 文 一种一种 CFLCFL 驱动芯片设计驱动芯片设计 （题名和副题名） 潘华潘华 （作者姓名） 指导教师 方健方健 教教 授授 电子科技大学电子科技大学
2、成成 都都 （姓名、职称、单位名称） 申请学位级别 硕士硕士 专业学位类别 工程硕士工程硕士 工程领域名称 集成电路集成电路工程工程 提交论文日期2014.04 论文答辩日期 2014.05 学位授予单位和日期 电子科技大学电子科技大学 2014 年年 06 月月 30 日日 答辩委员会主席 评阅人 注 1：注明国际十进分类法 UDC的类号。 A DESIGN OF THE CFL DRIVER CHIP A Master Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China Major: Ma
3、ster of Engineering Author: Hua Pan Advisor: Jian Fang School : School of Microelectronics and Solid-State Electronics 独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 年 月
4、 日 论文使用授权论文使用授权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、 使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后应遵守此规定） 作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日摘 要 I 摘 要 照明，一直扮演着人类历史发展里面的重要角色。自从燧木取火以来，在长达几千年的时间里，从火把到煤油灯，火光是人类唯一的照明光源。自白炽灯诞生之后，人类进入了全新的电气照明时代，一百多年来，白炽灯给
5、人类生活带来了极大的方便，影响了人类的发展历程。而在当今，白炽灯因其低效，不节能，不环保等众多缺点，不能适应时代的需求，已经被慢慢淘汰，新型的绿色节能光源不断兴起。 其中节能灯和 LED 已经成为照明发展的潮流， 而 LED 目前还存在技术不够成熟，成本高等原因，还不能完全普及，所以，在这个过渡阶段，节能灯将发挥其巨大的作用。 根据半桥谐振电路的原理， 本文设计了一种紧凑型荧光灯 （CFL） 的驱动电路，主要用在中小功率的电子镇流器中。该 CFL 驱动电路内部集成了半桥开关管，可以构成半桥谐振电路，用以驱动节能灯。电路的作用为，内部产生一定频率的低压方波，经过变换之后，高低端分别输出具有一定死
6、区的方波，以驱动半桥功率管，最终的输出为具有一定频率的高压方波。电路特点为，输出频率可调，具有预热功能，并且预热时间可调，采用外部自举电容来浮动高端电源和地，低压电源内部产生，不需外加，正常工作电压为 310V，最高工作电压达 600V，内部开关管的栅极信号具有 0.5s 的死区时间，防止半桥同时开启。 本文主要工作为：介绍了 CFL 的发光原理和特点，给出了 CFL 发光的条件，分析了半桥谐振电路的构架，工作过程和特点，给出了整体 CFL 驱动电路的框架设计，模块介绍和工作过程分析。着重对电路中的四个子模块电路，带隙基准电路，振荡器，欠压锁存器以及驱动电路进行详细的分析与设计，给预定的参数指
7、标，并在华润上华的 0.5m，600V 高压 BCD 工艺条件下，通过 Spectre 软件，对四个子模块电路进行了仿真验证，对仿真结果进行了分析，最后对高低端电路分并进行了整体仿真。 关键词：关键词： 紧凑型荧光灯、半桥谐振、电子镇流器、预热 ABSTRACT II ABSTRACT Lighting has taken a great part in humans history all the way. Since man can make the fire from the wood, from the torches to the oil lamps, the fire was th
8、e only light source for thousands of years. Since the filament lamp was invented, we have entered the century of electric lighting. For the past 100 years, our life has changed a lot by the filament light bulb. Nowadays, the filament light bulbs have been disused gradually in result of its inefficie
9、ncy and poor energy saving. The new type of green and energy saving light source is appearing including the CFL and the LED. However, the technology of LED is imperfect, which leads to the great cost and inferior quality. So the CFL will take an important part in our life before the LED being widely
10、 used. Based on the theory of half-bridge resonance circuit, this thesis designed a kind of compact-fluorescent-lamps driving IC, which primarily used in medium and small power electronics barrette. This CFL driving IC with two power MOSFET integrated inside can constitute a half-bridge resonance ci
11、rcuit. This IC can generate a low-voltage square signal itself, after transformation, there are two square waves with a deadtime between them, which can driver the highside and the lowside power MOSFET separately. And the output of the IC is a high-voltage square wave. The frequency of the output an
12、d the warm-up time can be set up by peripheral capacitance, the highside power supply can float by using an external bootstrap capacitance , the lowside power supply can be gotten by high voltage supply. When in regular working, the voltage is 310V, and the voltage can reach to 600V. The deadtime is
13、 0.5s, which can prevent the two power MOSFET open at the same time. This paper presents the theory and the characteristics of the CFL, gives the requirement of CFL operation, and analyzes the composition and characteristics of the half-bridge resonance circuit. Then gives the detail design of 4 sub
14、circuits, bandgap voltage reference, oscillator, under-voltage latching, driver. Using the Spectre, gives the simulation of the 4 blocks in the process of CSMC, 0.5m, 600V BCD, and the outcome analysis. Finally, the highside part and lowside part of this IC are simulated. Keywords: CFL, half-bridge resonance, electronic ballast, preheating 目 录 目 录 第一章 绪论 . 1 1.1 节能灯概述 . 1 1.1.1 节能灯的发展 .
