一種適用于高頻電流模式轉(zhuǎn)換器的斜坡補償電路的設(shè)計與實現(xiàn)
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圖3中電流源I1和電流源I2是鏡像關(guān)系，左半部分是鋸齒波產(chǎn)生電路，包括電流源I1，電容C1，電阻R1，比較器1，比較器2，邏輯單元和開關(guān)VT1。整個電路工作原理如下：邏輯單元產(chǎn)生一個充放電的脈沖來控制開關(guān)VT1的開關(guān)，從而控制電容的充放電。當(dāng)開關(guān)VT1是關(guān)閉時，電流源I1對電容C1充電。此時A點電壓線性增加，當(dāng)A點電壓超過UREF1時，此時比較器1會輸出一個低電平，使邏輯單元產(chǎn)生一個高脈沖，從而打開開關(guān)VT1，使電容通過電阻R1進行放電，因為電阻R1很小，因此放電速度很快，當(dāng)A點電壓下降到小十VREF2時，此時比較器2輸出一個低電平到邏輯單元，使邏輯單元產(chǎn)生一個低脈沖，使開關(guān)VT1關(guān)閉，如此反復(fù)，在A點產(chǎn)生一個鋸齒波信號。下面可以通過公式推導(dǎo)出此時A點鋸齒波的頻率，我們假設(shè)對電容C1充電電流為ICharge，由電容C1的電荷公式有：
ICharge·t1=C1△U=C1(UREF1-UREF2) (4)
假設(shè)通過R1放電的放電時間為t2，這里因為電阻R1很小，所以忽略放電時間t2。
由于電流源I1和電流源I2是鏡像關(guān)系，所以電流源I2對電容C2充放電會產(chǎn)生一個斜坡信號。如果假設(shè)電流源I1和電流源I2是1：1的鏡像關(guān)系，則此時斜坡頻率：
下面我們來分析斜坡補償電路如何實現(xiàn)加法功能的，SWON端口為功率管的驅(qū)動信號，ISEN信號表示采樣電流信號，當(dāng)SWON為低時，表示外部功率管關(guān)閉，此時關(guān)閉開關(guān)VT4，打開關(guān)VT3，這時電容C2下端電壓為0，上端電壓
，此電壓為一斜坡信號。當(dāng)SWON為高時，表示外部功率管打開，此時ISEN端有采樣電流信號，并且SWON的高電平會打開關(guān)VT4，關(guān)閉開關(guān)VT3。此時電容C2下端的電壓變?yōu)镮SEN采佯信號，這時根據(jù)電容C2兩端電荷公式：ICharge·t=C2△U=C2(U(t)-UISEN) (8)
求得電容C2上端電壓為
，即實現(xiàn)了斜坡補償中的加法功能。出于上述沒有反饋環(huán)路的加法器極大地減小了反饋電路引起的延遲，因此當(dāng)轉(zhuǎn)換器工作在更高開關(guān)頻率時(通常會大于2MHz)能有更好的穩(wěn)定性和可靠性。實際的電路中，由于開關(guān)管VT4會引入尖峰毛刺，進而可能會導(dǎo)致PWM比較器誤輸出。所以一般會在ISEN信號通路處加入一個簡單的RC濾波器，這時就會有一個電阻R串接在電容下端和ISEN信號端之間。因此在當(dāng)SWON為高電平時，由于此時VT3關(guān)閉，所以會有一個大小等于IChar ge的電流流過電阻R，從而使ISEN采樣信號與電容下端電壓產(chǎn)生偏差。解決方法是在電容C2下端加入一個電流為ICharge的電流源，引入電流源后(如圖3中I3所示)，SWON為高電平時流過R的電流就可以忽略不計，此時斜坡補償的誤差就可以大大減小。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/177400.htm
實際的充電電流產(chǎn)生電路如圖4所示，該電路的主體結(jié)構(gòu)是一個自偏置的電流源，因此其對電源的干擾不敏感，其主要是由跨導(dǎo)放大器，VT 1，芯片外接電阻RT和電流鏡組成。由于跨導(dǎo)放大器，VT1和電阻RT組成了一個負反饋結(jié)構(gòu)，所以此時流過VT1的電流，即充電電流ICharge等于UREF／RT，此充電電流經(jīng)過電流鏡鏡像到充電電容。因此斜坡的斜率可以表示為：
根據(jù)斜坡補償原理，要滿足
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