基于DC/DC變換器的LED驅(qū)動電路的設計

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

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

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

　　其中，C 為輸出端點的電容大小，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)斜坡補償后的電流采樣信號與誤差放大器輸出的控制信號進行比較，當電流采樣電路輸出的峰值信號達到控制信號的值時，PWM信號發(fā)生翻轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個很窄的脈沖信號，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)增益可以達到70dB,并且3dB帶寬可達到10kHz以上；還可以看出，電路只有一個主極點，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果。圖中，OSC,SLOPE,CS,VEA,RAMP,PWM 分別表示振蕩器輸出信號、斜坡信號、電流采樣信號、誤差放大器輸出信號、采樣電路輸出與斜坡信號疊加后的輸出信號、PWM 比較器的輸出信號。

圖7 電路整體功能仿真結果。

　　從圖7可以看到，斜坡信號產(chǎn)生電路在振蕩器信號的控制下輸出一個固定斜率的鋸齒波信號SLOPE,該信號與電流采樣電路輸出的信號進行疊加，生成RAMP信號。電路穩(wěn)定時，誤差放大器輸出為一個恒定值，當功率管開通時，電感電流持續(xù)增加，CS端的采樣電流同步增加，RAMP信號也同步增加。當RAMP信號的值達到Vea時，PWM 比較器便會發(fā)生翻轉(zhuǎn)，輸出一個脈沖信號，關斷功率管。

　　然后，電感電流開始下降，并且采樣點電流消失，直至下一個工作周期，振蕩器輸出的時鐘信號再次打開功率管。

　　4 結 論

　　本文設計了一種基于DC/DC變換器的LED驅(qū)動電路，包括電感電流采樣電路、斜坡信號產(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經(jīng)過放大后與斜坡補償信號疊加，然后輸出到PWM 比較器，并在誤差放大器輸出信號的控制下輸出一個電壓脈沖，控制功率管的關斷。

　　斜坡補償采用上斜坡補償方式，電路結構簡單，易于實現(xiàn)。誤差放大器具有信號自動選擇功能，不需要增加選擇器，可大大降低功耗與版圖面積。