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基于DC/DC变换器的LED驱动电路的设计
发布时间:2016-02-13 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]-
当CS端有一个大小为VCS的值时，则应该使运放第一级的输出增加，从而使电流I3增大。具体分析为，由于I4与I5大小一定，则电阻R4上的压降一定，CS端电压增加了VCS后，R4上的电压也增加VCS,R5上的电压也应该增加VCS.这就要求R5上一体成型电感的电流增加VCS/R5,由于I6保持不变，则应该使I3增加VCS/R5.VCS为电感电流作用于一个小的采样电阻上产生的压降，VCS的变化情况反映了电感电流的变化情况，且VCS变化大小完全正比于电感电流的变化大小。假设采样电阻为RS,电感电流的斜率为K,则I3的斜率为KRS/R5.设电感电流的上升斜率和下降斜率分别为K1与K2,对应的I3的斜率分别为K1RS/R5和K2RS/R5.电流叠加模块由MP10、MP11、R3和Q3组成。从图2可以看出，VSLOPE比电容C1上的电压高一个VBE,而在图3中又下降了一个VBE后作用于R2上，相当于电容C1上的电压直接作用于电阻R2上。结合(2)式，电流I2的斜率m1为：
电流通过镜像又作用于电阻R3之上，即可得到补偿的斜率m:
MP11上的电流为采样电路的电感生产厂家采样放大电流，此电流作用于电阻R3上，可得到此电压的斜率m′：
电感电流的下降斜率经过采样电路后转换为：
由文献[3]~[4]可知，为保证电路不发生次谐波振荡，应使m >1/2m′2 ,即：
约去R3可得：
补偿后的信号经过Q3 抬升VBE之后，产生RAMP信号，输入到PWM,与误差放大器的输出进行比较。
2.3 误差放大器
误差放大器的作用是采样反馈电压，输出一个控制信号，然后输入到PWM 比较器中控制电流峰值的大小。LED 工作时，由于工艺偏差，每一个LED上的正向压降都不会相同，这样每一路LED电压采样点的电压大小都不会相同。为了保证每一路LED都能正常工作，电路应采样电压最低的信号输入到误差放大器中，与基准电压进行比较。本文误差放大器具有自选择功能，电路结构如图4所示。
图4 误差放大器。
由于输入对管为PMOS管，偏置电流会流向栅压最低的那一路，而栅压相对较高的其他三路便会关断，保证电路正常工作时误差放大器的反相输入端只有一个晶体管在工作。
从图4可以看到，电路为单级折叠式共源共栅结构，这种结构有很高的输出电阻，保证了电路的高电压增益。结合模拟集成电路的基本知识，可得到电路的静态增益：
其中，gm为输入差分对管的跨导，//代表电阻并联，gm14和gm35分别为晶体管MN14和MP35的跨导，ro1,ro14,ro35,ro30分别为差分输入对管和MN14,MP35,MP30的输出电阻。
本文的误差放大器只有一个主极点，在放大器的输出端，它与输出端的电阻以及电容大小有关，用p 表示其大小：
其中，C 为输出端点的电容大小，在开环状态下主要为晶体管寄生电容。
2.4 PWM 比较器
PWM 比较器将经斜坡补偿后的电流采样信号与误差放大器输出的控制信号进行比较，当电流采样电路输出的峰值信号达到控制信号的值时，PWM功率电感器信号发生翻转，产生一个很窄的脉冲信号，触发功率
3.1 误差放大器增益与相位曲线
图6所示为误差放大器的增益和相位曲线，其绕行电感器中，Gain和Phase分别代表开环状态下误差放大器的增益与相位。从图中可以看出，在开环状态下，误差放大器的静态增益可以达到70dB,并且3dB带宽可达到10kHz以上;还可以看出，电路只有一个主极点，所以可以有90°的相位余量。
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