Design of a robust current sense circuit for a low-offset automotive LED driver regulator.

In recent years, LED drivers have become a fundamental part of the automotive lighting. By controlling the pulse width and the current value, they allow to manage the light intensities emitted by the LED diode which must be not influenced by the process and environmental conditions of the system. This thesis is divided into two parts focused on improving the performance of the current regulator. The first part analyses an LED driver topology adopted by Infineon. The schematic structure is described in detail, illustrating the operating principle and the theoretical method for defining the output current. Laboratory data are discussed and explained to evaluate the accuracy of the output current. Based on this findings, possible improvements are proposed to optimize it. The second part presents the design and implementation of an OTA with adaptive bias. This structure aims to improve some performances of the controller such as the turn-on time, power consumption and the occupied area. The OTA scheme is described in detail, followed by simulation results demonstrating the improvements achieved. In addition, an improvement to the current regulator structure is proposed to reduce the turn-on time.

Negli ultimi anni, i driver LED sono diventati una parte fondamentale dell’illuminazione automobilistica. Controllando l'ampiezza dell'impulso e il valore della corrente, consentono di gestire le intensità luminose emesse dal diodo LED che non devono essere influenzate dalle condizioni di processo e ambientali del sistema. Questa tesi è divisa in due parti focalizzate sul miglioramento delle prestazioni del regolatore di corrente. La prima parte analizza una topologia di LED driver adottata da Infineon. Lo schematico è descritto nel dettaglio, illustrando il principio di funzionamento e il metodo teorico per definire la corrente di uscita. I dati di laboratorio vengono discussi e spiegati per valutare la precisione della corrente in uscita. Sulla base di questi risultati, vengono proposti possibili miglioramenti per ottimizzarlo. La seconda parte presenta la progettazione e l'implementazione di OTA con il bias adattivo. Questa struttura mira a migliorare alcune prestazioni del regolatore di corrente come il tempo di accensione, il consumo dalla alimentazione e l'area occupata. Lo schema dell’OTA è descritto in dettaglio, seguito dai risultati della simulazione che dimostrano i miglioramenti ottenuti. Inoltre, si propone un miglioramento dell'attuale struttura del regolatore di corrente per ridurre il tempo di accensione.