基于DC/DC變換器的LED驅動電路的設計

　2.2 電流采樣與疊加電路

　　相比于電壓模式，電流模式具有更快的瞬態響應速度。不過，在占空比大于50%時，電路易發生次諧波振蕩，需要額外添加斜坡補償電路來克服。

　　本文采用采樣電路輸出信號與斜坡補償信號相疊加的補償方式。

　　電流采樣與疊加電路如圖3所示。電流采樣電路實際上為一個二級運放，MN3與MN4為運放的第一級，組成共柵極的差分對結構，并以電流鏡MP14與MP15作為有源負載。MN5為運放的第二級，為一個共源極結構，且以MP12作為有源負載。

圖3 電流采樣與疊加電路。

　　MP1的作用是為第二級提供一個靜態電流，使得當CS端為零時，第二級仍能有一個靜態電流，保持第二級的開啟。具體原理為：MP14與MP15的尺寸相同，則電流I5與I6相等；同時，MN3與MN4的尺寸相同，它們的柵源電壓也應相同。從圖3可以看出，MN3與MN4的柵電位相同，這就決定了它們的源極電壓也應相同，即電阻R4與R5上的壓降相同，從而電流I7與I8相等。由于I7=I4+I5,I8=I3+I6,結合前面的分析I5=I6,便可以得到I3=I4.通過上面的分析可知，運放第二級的電流由MP13設定，通過改變MP13與MP16的電流鏡像比例，調節第二級靜態電流的大小。

　　當CS端有一個大小為VCS的值時，則應該使運放第一級的輸出增加，從而使電流I3增大。具體分析為，由于I4與I5大小一定，則電阻R4上的壓降一定，CS端電壓增加了VCS后，R4上的電壓也增加VCS,R5上的電壓也應該增加VCS.這就要求R5上的電流增加VCS/R5,由于I6保持不變，則應該使I3增加VCS/R5.VCS為電感電流作用于一個小的采樣電阻上產生的壓降，VCS的變化情況反映了電感電流的變化情況，且VCS變化大小完全正比于電感電流的變化大小。假設采樣電阻為RS,電感電流的斜率為K,則I3的斜率為KRS/R5.設電感電流的上升斜率和下降斜率分別為K1與K2,對應的I3的斜率分別為K1RS/R5和K2RS/R5.電流疊加模塊由MP10、MP11、R3和Q3組成。從圖2可以看出，VSLOPE比電容C1上的電壓高一個VBE,而在圖3中又下降了一個VBE后作用于R2上，相當于電容C1上的電壓直接作用于電阻R2上。結合（2）式，電流I2的斜率m1為：