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长期以来,电子视频内窥镜在健康医疗尤其是外科手术及内部诊断等领域一直担负着十分重要的角色。而在内窥镜照明所用光源中,LED光源以无污染、节能、寿命长、色度可调及响应迅速等显著优势正逐步取代卤素灯、疝灯等传统光源,越来越普遍地应用在医疗操作中。鉴于LED光源需要专门的芯片进行驱动和应用在医疗器材上这两个因素,设计出一款低功耗、高效率的驱动电路就显得格外重要。 本文对具有低功耗、高效率特性的LED驱动电路进行了分析与设计,首先介绍了LED光源的基础知识和LED驱动电路的常见结构及工作原理,然后对构成整个电路所必需的带隙基准源、高增益低噪声运算放大器、低压差线性稳压器、微功耗比较器、低功耗振荡器、交叉耦合式电荷泵等模块单元做了详细设计和验证,并对整个电路进行了仿真测试。整体电路基于Charge Pump型DC-DC结构,利用电荷泵及其反馈环路对输出电压进行调控。 本文采用BCD180 CMOS工艺设计电路结构,利用Spectre工具对电路进行仿真。用两节普通干电池进行供电,电压VIN的变化范围为2.6V~3.3V,通过低压差线性稳压器稳压后,电压稳定于2.5V,再经过电荷泵倍压电路,最后输出4.94V的恒定电压。电路的工作频率为1.02MHz,输出电流为40mA,电荷泵电路的转换效率为98.68%,整体电路的平均转换效率约为82.14%,最大效率为94.77%,驱动电路的平均静态功耗为0.575mW,最小静态功耗为0.498mW,完全满足设计预期。