高亮度白光LED (Light-Emitting Diode)由于具有高效率、易驱动、节能环保和长寿命等优点而引起了广泛的重视。作为最有发展前景的绿色照明光源，白光LED正在逐步取代效率较低的白炽灯和荧光灯等传统光源。LED驱动器作为LED照明系统的重要组成部分，影响和制约着LED照明的发展。LED驱动器必须具有高效率、高性能、高可靠性和长寿命以匹配LED光源。对于面向普通照明市场的白光LED驱动器，还必须具有高集成度和低应用成本。本论文以设计并实现离线式原边反馈白光LED驱动集成电路(IC)为目标，努力实现LED驱动器的高效率、高性能、高可靠性和高性价比。从应用的角度出发，在拓扑结构、控制策略、线路实现、可测性设计以及工艺实现与可靠性等方面，对离线式原边反馈白光LED驱动IC进行深入研究和探讨，解决相关技术问题，并研制出了有应用价值的驱动IC，成功应用于小功率(3~5W)和中功率(10~22W) LED驱动器中。主要研究内容概括如下：1、研究并实现了单级高功率因数原边反馈反激式LED驱动IC基于模拟乘法器控制的功率因数校正(PFC)驱动器，控制电路较为复杂，成本较高。因此，本文采用了基于固定导通时间的临界导通模式(CRM)的PFC控制策略。为提高性价比，采用了单级原边反馈的反激式控制结构。针对该拓扑结构容易产生线性调整性能不良、输入电流过零时存在失真问题，采用了简单的外围电阻调整的线电压补偿控制策略，提出了输入线电流过零时限占空比的控制方案。在传统的LED驱动系统中，当输出功率发生变化时，原边电感要进行相应变化，以保证相对稳定的系统开关频率。这往往引起开关管的开通延迟时间与谷底延迟时间的不一致。本文提出了自适应延迟开通策略，使开关管的开通时间随着原边电感量的变化而变化。基于0.35μm BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工艺，进行了电路设计和工艺流片。测试结果表明，驱动器工作在全电压(85~265Vrms)输入条件下，线性调整率为±0.5%以内，负载调整率为±1%以内。输出功率为19W时，平均效率为88.5%，具有较好的综合性能。当改变外围调整电阻时，驱动器线电压调整率发生变化。同时，通过对传统控制方式与所采用的限占空比控制方式的对比，在高压(265Vrms)输入、轻载(10W)输出条件下，功率因数相差8%。这些都验证了相关控制策略的优越性。2、研究并实现了无辅助绕组的原边反馈反激式LED驱动IC对于小功率LED驱动器，以减小驱动器的体积，减少应用元器件数目，提高性价比作为研发目标，设计并实现了无辅助绕组的原边反馈LED驱动IC。驱动器消磁结束后，原边电感与VDMOS开关管的漏源寄生电容形成谐振，通过检测VDMOS源端电位的减小量，来获取副边电感过零检测信号，从而获得反激变换器的消磁时间。通过检测并控制内部电容的充放电，来检测副边电感线圈的放电时间Ton_s，并控制使Ton_s与系统开关周期Ts之比恒定，以实现输出电流的恒定。控制策略简单，实现方便。基于0.35μm5-30V CMOS工艺，完成了驱动IC的设计和工艺流片。LED驱动器工作在全电压输入条件下，输出3~5W功率时，电流变化±3%以内，系统的效率超过80%。尽管省去了辅助绕组及相关元器件，但输出电流的一致性和系统效率与采用辅助绕组的LED驱动器相当。3、驱动IC的工艺实现与驱动管的可靠性研究结合驱动IC的系统结构和线路设计的要求，研究了驱动IC的器件要求和工艺形成过程，并重点研究了IC中的两种驱动管的电安全工作区特性。对于隔离的EDNMOS(Extended Drain NMOS)，基于5-30V高低压兼容的CMOS工艺，通过采用不同的掺杂源和优化外延工艺条件，其能量耐受能力提高了30%。对于LDMOS，基于0.35μm BCD工艺，提出了一种阶梯沟道的“有源区间隙”型器件结构，增大了关态时耗尽层宽度，在纵向电场的调制作用下，弱化了多晶端头下的漂移区峰值电场，从而提高了关态耐压。通过提高漂移区浓度，抑制Kirk效应。实验证实，当采用最优化的N-drift漂移区长度时，其回扫电压和回扫电流分别增加20%和40%。4、LED驱动IC的可测性研究首先研究了LED驱动IC的基本参数测试。同时，为了提高LED输出电流的精度和一致性，提出了LED驱动IC引脚复用的成品修复策略。采用该策略，通过在引脚上施加不同的电压信号，使成品IC分时进入测试态、修复态和锁存态，从而在IC封装后通过熔断多晶熔丝对带隙基准进行修调，来对输出电流进行修正，减小了芯片工艺过程以及封装过程中引入的参数波动，提高了输出电流的一致性和精度。对比成品IC修调前后的LED输出电流，其3σ由38.4mA降至11.4mA，输出电流的精度和一致性得到了明显的提高。