基于BT6762微小型化宽输入电压降压型LED驱动微模块设计开题报告

1. 研究目的与意义

1.1研究背景

开关电源最早起源于上世纪50年代初，美国宇航局以小型化、轻量化、为目标，为搭载火箭开发了开关电源。在近半个多世纪的发展过程中，开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源，并广泛应用于电子整机与设备中。

20世纪80年代，计算机全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代。20世纪90年代，开关电源在电子、电气设备、家电领域得到了广泛的应用，开关电源技术进入快速发展时期。

2. 研究内容和预期目标

2.1研究内容

设计BT6762降压型LED驱动微模块设计，其输入电压是5-36V，输出电流是350mA，尺寸小于14mm*14mm*3.2mm。对其内部电路结构完成分析，并设计、制备和测试性能。本课题是完成基于BT2747降压型LED驱动微模块设计。

2.2预期目标

表1:微模块的技术指标

3. 研究的方法与步骤

1.学习有关于降压型开关电路的有关知识：

Buck电路即降压电路如图.2所示。当Q1导通时，C1开始充电，输出电压V0加到负载R1两端，在C1充电过程中，电感L1内的电流逐渐增加，储存的磁场能量也逐渐增加。此时续流二极管D1因截止。当Q1截止时， L1中储存的磁场能量便通过续流二极管D1传递给负载。当负载电压低于电容C1两端的电压时，C1便向负载放电。

设输入电流Vin，输出电流Vout，导通时间为t1，关断时间为t2,则周期为

T=t1 t2,占空比为Dy=t1/T（0D1）

根据电感流通电流的定律：i=∫U/Ldt。在理想状态下：i=(u/L)*t；

则可得到i1=(Vin-Vout)/L*t1(导通时流过电感的电流)；

i2=(0-Vout)/L*t2（理想状态下电容电压Vc=Vout);

且i1=-i2;我们可以得到Vout=DyVin.

图.2 Buck降压电路

2.主拓扑方案选择

方案一：采用反激式变换器。反激式变换器适合小功率的输出，输入电压大范围波动时，仍可以有较稳定的输出，并且可以实现带隔离的DC/DC变换，但其中的反激式变压器设计比较复杂，且整体效率较低。

方案二：采用buck变换器，buck是一种斩波升压变换器，该拓扑效率高，电路结构简单，参数设计也比较容易。

方案三：采用SPICE变换器，开关环路的对称性使其可以达到较高效率，电感的适当耦合也可以尽量减小纹波。但该方案成本较高，对电容电感值要求较高，检测和控制电路较为复杂。

为节约成本，并从简单考虑，本作品选用方案二。

3.控制反馈方案的选择

方案一：系统由buck模块实现升压任务，各模块所需PWM信号的由单片机提供，单片机AD采集实时输出量，经运算后通过改变占空比调整模块工作状态。该方案电路最简单，各种控制灵活，缺点有单片机运算量过大，开关信号占空比受单片机限制，浮点运算的时延影响电路跟随，另外单片机容易受到功率管开关干扰而失灵。

方案二：使用振荡器、比较器产生PWM波，由负反馈电路实现输出控制，单片机负责状态切换和测量显示，该方案原理易于理解，但自己装调的PWM电路在开关时容易出现振铃毛刺，直接影响了系统效率，并且要完善反馈控制对回馈信号要求较高。

方案三：借用现有成熟BT6762芯片，该类集成电路输出波形好，工作稳定，都具备至少一个反馈控制引脚，按照厂商提供的典型电路就可装调出应用电路。但这类电路一般针对专用场合设计，借用时需要较多设计计算，特别是该类芯片的反馈有极高的控制灵敏度。

本作品采用方案三。

4.学习并熟悉了解所使用的芯片的功能：

BT6762是电流模式、固定频率的降压DC/DC led 驱动器。最大输出电流为350mA ，具有输出断路，过冲电流保护功能。输出电压可达30V ,内置低电阻npn开关管，内置1MHz振荡器。可以选择1-8节LED输出和调节输出电流的大小。其各项参数的性能如表2所示：

表2：表2.BT6762的性能概括

5.画出总电路图：

根据所掌握了解的开关电源以及所使用的的芯片的相关知识，画出如图.2所示的总 体电路图：

图2 总体电路图

6.完成参数的计算：

如图.2所示的buck降压电路，求各元器件参数的思路如下：

⑴占空比D的计算 根据buck变换器输入输出电压之间的关系求出占空比D的范围：

（2）电感L的计算：

（3）电容C的计算：

由于最大输出电压为18V，所以所选电容耐压值应大于18V 考虑到波动，所以电容取130pF/50V的电容。 开关频率选用250KHz方波信号，占空比为0.75

仿真参数初确定如下：

输入直流电压：24V

输出直流电压：18V

开关频率：250KHz

电容:11.1pF

电感:130pH

电阻:80KΩ

7.电路板的焊接

本设计欲完成如图.3所示的电路模板，并将其微小化，完成类似于图.4类型的开关电源模块。

图.3开关电源实物图

图.4微小型开关电源模块

4. 参考文献

【1】 杨亚平.开关电源技术应用于维修.北京：电子工业出版社.2011

【2】 王增福，李昶，魏永明.软开关电源原理与应用.北京：电子工业出版社.2006

【3】刘进军，王兆安.电力电子技术第5版.北京：机械工业出版社.2009

5. 计划与进度安排

①1周~4周：进行课题相关外文的翻译

②5周~7周：对方案进行初步分析，并且计算和验证各器件的参数

③8周~9周：绘制课题相关电路图并且仿真，得出结论