一種基于OTA的降壓型LED恒流電路

作者：時(shí)間：2012-03-20 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

加入技術(shù)交流群
- 掃碼加入
  和技術(shù)大咖面對(duì)面交流
  海量資料庫(kù)查詢(xún)

應(yīng)用半電路分析法，得到差分輸入級(jí)的跨導(dǎo)Gm1=gm，又因?yàn)榉糯笃魇菃味溯敵龅模哉麄€(gè)放大器的跨導(dǎo)為差分級(jí)跨導(dǎo)的一半，即

X1輸出的電流為：
Ie=Gm (amp)×(VREF-VSEN)
當(dāng)采樣電壓VSEN小于基準(zhǔn)電壓值VREF時(shí)，跨導(dǎo)放大器電流輸出為正，對(duì)電容C1充電，使得X1的輸出端電壓升高；當(dāng)采樣電壓VSEN大于基準(zhǔn)電壓值時(shí)，跨導(dǎo)放大器電流輸出為負(fù)，電容C1對(duì)跨導(dǎo)放大器放電，使得X1的輸出端電壓降低。
X2為緩沖輸出電路，由一個(gè)兩級(jí)的差分運(yùn)放構(gòu)成，運(yùn)放開(kāi)環(huán)時(shí)，低頻增益為45dB，-3dB帶寬為3．5kHz。因?yàn)檫\(yùn)放的帶寬較小，所以能夠有效濾除誤差電壓信號(hào)上疊加的高頻分量，保證了誤差信號(hào)的直流特性。將此運(yùn)放連接為單位增益的方式，構(gòu)成電壓跟隨電路，保證了誤差電壓信號(hào)對(duì)后級(jí)電路的驅(qū)動(dòng)能力，也將X1輸出的誤差電壓信號(hào)與后級(jí)電路隔離開(kāi)，不受后級(jí)電路的高頻耦合影響。
1．3 PWM波形產(chǎn)生模塊
PWM模塊是將誤差信號(hào)與基準(zhǔn)電壓做比較，輸出PWM波形，驅(qū)動(dòng)外部開(kāi)關(guān)管。
X3是一個(gè)比較器，將峰值為1V震蕩鋸齒波VSLOPE與0～1V之間的誤差信號(hào)直流電平VERR做比較，產(chǎn)生占空比與誤差信號(hào)直流電平VERR成正比的PWM方波，此方波信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)或非門(mén)X4和一個(gè)RS觸發(fā)器X5，或非門(mén)和RS觸發(fā)器的另一端輸入為震蕩頻率的方波信號(hào)，保證此PWM方波與震蕩頻率同步。X6為一個(gè)由4級(jí)大寬長(zhǎng)比的反相器構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)緩沖電路，其中每一級(jí)的反相器寬長(zhǎng)比都比前一級(jí)大一倍。驅(qū)動(dòng)緩沖電路將PWM方波信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力增強(qiáng)，才能保證外部開(kāi)關(guān)管有效的導(dǎo)通和截止，使外部電路正常工作。
1．4 外部應(yīng)用電路
外部應(yīng)用電路是一個(gè)BUCK型的PWM控制的恒流電路。VIN是外部電壓，MOSFET是開(kāi)關(guān)管，D1是肖特基二極管，L1是儲(chǔ)能電感，C2為濾波電容，電阻Rs是采樣電阻，VSEN是采樣電壓反饋，GATE是PWM輸出，負(fù)載LED接在VIN和NET0之間。
當(dāng)GATE為高電平時(shí)，MOSFET開(kāi)關(guān)管開(kāi)啟，VIN電壓加在負(fù)載LED上，電流從VIN到NET0，經(jīng)過(guò)L1和MOSFET以及采樣電阻Rs，D1反偏不導(dǎo)通，同時(shí)VIN為電容C2充電；當(dāng)GATE為低電平時(shí)，MOSFET管關(guān)閉，從MOSFET的漏極到地沒(méi)有電流通路，而且電感上的電流不能突變，還是從NET0到NET1的電流，此時(shí)電感左邊的節(jié)點(diǎn)NET1電壓瞬間升高，高于VIN+VD，其中VD為肖特基二極管的正向壓降，肖特基二極管導(dǎo)通，電流從電感的右邊節(jié)點(diǎn)NET0到左邊NET1，然后順著二極管的正向開(kāi)啟方向，流入負(fù)載LED中，同時(shí)C2為負(fù)載放電，保持電流穩(wěn)定，如果電感L1和電容C2中的儲(chǔ)存能量消耗完之前，GATE變?yōu)楦唠娖降脑?huà)，VIN又能對(duì)電感沖入能量，維持連續(xù)的工作模式，如果電感L1和電容C2中的儲(chǔ)存能量消耗完，但是MOSFET還沒(méi)有開(kāi)啟的話(huà)，二極管關(guān)斷，LED上沒(méi)有電流通路，此時(shí)就工作在了不連續(xù)模式。

2 電路仿真
本文設(shè)計(jì)的電路采用CSMC 0．51μm的標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝庫(kù)，利用HSPICE軟件進(jìn)行仿真驗(yàn)證(見(jiàn)圖3)。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/168269.htm