基于DC/DC變換器的LED驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

　　從圖4可以看到，電路為單級(jí)折疊式共源共柵結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有很高的輸出電阻，保證了電路的高電壓增益。結(jié)合模擬集成電路的基本知識(shí)，可得到電路的靜態(tài)增益：

　　其中，gm為輸入差分對(duì)管的跨導(dǎo)，//代表電阻并聯(lián)，gm14和gm35分別為晶體管MN14和MP35的跨導(dǎo)，ro1,ro14,ro35,ro30分別為差分輸入對(duì)管和MN14,MP35,MP30的輸出電阻。

　　本文的誤差放大器只有一個(gè)主極點(diǎn)，在放大器的輸出端，它與輸出端的電阻以及電容大小有關(guān)，用p 表示其大小：

　　其中，C 為輸出端點(diǎn)的電容大小，在開環(huán)狀態(tài)下主要為晶體管寄生電容。

　　2.4 PWM 比較器

　　PWM 比較器將經(jīng)斜坡補(bǔ)償后的電流采樣信號(hào)與誤差放大器輸出的控制信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)電流采樣電路輸出的峰值信號(hào)達(dá)到控制信號(hào)的值時(shí)，PWM信號(hào)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個(gè)很窄的脈沖信號(hào)，觸發(fā)功率

　3.1 誤差放大器增益與相位曲線

　　圖6所示為誤差放大器的增益和相位曲線，其中，Gain和Phase分別代表開環(huán)狀態(tài)下誤差放大器的增益與相位。從圖中可以看出，在開環(huán)狀態(tài)下，誤差放大器的靜態(tài)增益可以達(dá)到70dB,并且3dB帶寬可達(dá)到10kHz以上；還可以看出，電路只有一個(gè)主極點(diǎn)，所以可以有90°的相位余量。

圖6 誤差放大器的增益與相位。

　　3.2 整體電路的功能仿真

　　圖7所示為整體電路的功能仿真結(jié)果。圖中，OSC,SLOPE,CS,VEA,RAMP,PWM 分別表示振蕩器輸出信號(hào)、斜坡信號(hào)、電流采樣信號(hào)、誤差放大器輸出信號(hào)、采樣電路輸出與斜坡信號(hào)疊加后的輸出信號(hào)、PWM 比較器的輸出信號(hào)。

圖7 電路整體功能仿真結(jié)果。

　　從圖7可以看到，斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路在振蕩器信號(hào)的控制下輸出一個(gè)固定斜率的鋸齒波信號(hào)SLOPE,該信號(hào)與電流采樣電路輸出的信號(hào)進(jìn)行疊加，生成RAMP信號(hào)。電路穩(wěn)定時(shí)，誤差放大器輸出為一個(gè)恒定值，當(dāng)功率管開通時(shí)，電感電流持續(xù)增加，CS端的采樣電流同步增加，RAMP信號(hào)也同步增加。當(dāng)RAMP信號(hào)的值達(dá)到Vea時(shí)，PWM 比較器便會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，關(guān)斷功率管。

　　然后，電感電流開始下降，并且采樣點(diǎn)電流消失，直至下一個(gè)工作周期，振蕩器輸出的時(shí)鐘信號(hào)再次打開功率管。

　　4 結(jié) 論

　　本文設(shè)計(jì)了一種基于DC/DC變換器的LED驅(qū)動(dòng)電路，包括電感電流采樣電路、斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路、誤差放大器和PWM 比較器。采樣電路采樣電感上的電流信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后與斜坡補(bǔ)償信號(hào)疊加，然后輸出到PWM 比較器，并在誤差放大器輸出信號(hào)的控制下輸出一個(gè)電壓脈沖，控制功率管的關(guān)斷。

　　斜坡補(bǔ)償采用上斜坡補(bǔ)償方式，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。誤差放大器具有信號(hào)自動(dòng)選擇功能，不需要增加選擇器，可大大降低功耗與版圖面積。