基于DC/DC变换器的LED驱动电路的设计

　2.2 电流采样与叠加电路

　　相比于电压模式，电流模式具有更快的瞬态响应速度。不过，在占空比大于50%时，电路易发生次谐波振荡，需要额外添加斜坡补偿电路来克服。

　　本文采用采样电路输出信号与斜坡补偿信号相叠加的补偿方式。

　　电流采样与叠加电路如图3所示。电流采样电路实际上为一个二级运放，MN3与MN4为运放的第一级，组成共栅极的差分对结构，并以电流镜MP14与MP15作为有源负载。MN5为运放的第二级，为一个共源极结构，且以MP12作为有源负载。

图3 电流采样与叠加电路。

　　MP1的作用是为第二级提供一个静态电流，使得当CS端为零时，第二级仍能有一个静态电流，保持第二级的开启。具体原理为：MP14与MP15的尺寸相同，则电流I5与I6相等；同时，MN3与MN4的尺寸相同，它们的栅源电压也应相同。从图3可以看出，MN3与MN4的栅电位相同，这就决定了它们的源极电压也应相同，即电阻R4与R5上的压降相同，从而电流I7与I8相等。由于I7=I4+I5,I8=I3+I6,结合前面的分析I5=I6,便可以得到I3=I4.通过上面的分析可知，运放第二级的电流由MP13设定，通过改变MP13与MP16的电流镜像比例，调节第二级静态电流的大小。

　　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：