文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
文章編號(hào): 0258-7998(2014)01-0041-03
峰值電流控制模式的DC-DC變換器因其動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、輸出電壓穩(wěn)定,在開關(guān)電源中廣泛應(yīng)用。當(dāng)其占空比小于50%時(shí),系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作;但是當(dāng)占空比大于50%時(shí),系統(tǒng)就不能穩(wěn)定工作了?;诖?,利用斜坡補(bǔ)償技術(shù),提出一種基于BOOST型DC-DC變換器的斜坡補(bǔ)償電路,用以解決系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題。該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,實(shí)現(xiàn)方便,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
1 斜坡補(bǔ)償結(jié)構(gòu)及原理
1.1 BOOST型DC-DC變換器
BOOST型變換器也被稱為升壓型變換器[1-2],其傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
參考文獻(xiàn)[3]提出,當(dāng)開關(guān)管M導(dǎo)通時(shí),電感L上有電流流過并存儲(chǔ)電能,二極管VD截止,電容C給負(fù)載提供電能。當(dāng)開關(guān)M截止時(shí),電感L上產(chǎn)生相反的電動(dòng)勢(shì),此時(shí)二極管VD導(dǎo)通,電感L通過二極管VD向負(fù)載R釋放電能,并為電容充電。
1.2 整體電路環(huán)路結(jié)構(gòu)
參考文獻(xiàn)[4]指出,峰值電流控制模式的DC-DC變換器具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、輸出電壓穩(wěn)定等許多優(yōu)點(diǎn)。因此采用峰值電流控制模式的DC-DC變換器[5],如圖2所示。
2 斜坡補(bǔ)償電路的實(shí)現(xiàn)
2.1 電路原理分析
本設(shè)計(jì)的斜坡補(bǔ)償電路如圖4所示。電路正常工作時(shí),基準(zhǔn)電流信號(hào)I_SLOPE通過電流鏡M1、M2、M3、M7鏡像到M7的漏極,因此M7漏極電流值為I1不變[9];誤差放大器產(chǎn)生的誤差放大信號(hào)VE通過一個(gè)源跟隨器(由放大器和MOS管M6組成)將電壓跟隨到電阻R1上,圖4中R和C為放大器的補(bǔ)償。此時(shí),R1上的電壓不變,因此流過R1上的電流I2也不變。SLOPE為OSC模塊產(chǎn)生的鋸齒波信號(hào),該信號(hào)通過R2產(chǎn)生一個(gè)鋸齒波電流信號(hào)I3,電流I3通過電流鏡M9、M8鏡像到M8的漏極電流I4。由于電流I1不變,因此電流I4的改變導(dǎo)致M6漏極電流I5的改變,由此產(chǎn)生一個(gè)鋸齒波電流信號(hào),該電流通過電流鏡M5、M11鏡像為電流I6,再通過MOS管M12輸出,最終產(chǎn)生一個(gè)斜坡電壓VC用于斜坡補(bǔ)償。
圖4中,TRIM_SLOPE用來(lái)調(diào)節(jié)電流鏡M8、M9的比例系數(shù),最終調(diào)節(jié)輸出斜坡電壓的幅值。當(dāng)TRIM_SLOPE為低時(shí),M14導(dǎo)通,M13并聯(lián)在M5兩端,電流鏡M5、M11比例系數(shù)為2:1;當(dāng)TRIM_SLOPE為高時(shí),M14截止,電流鏡M5、M11比例系數(shù)為1:1,實(shí)現(xiàn)微調(diào)斜坡電壓的功能。
圖5是上圖斜坡補(bǔ)償電路中運(yùn)算放大器的內(nèi)部電路,該電路采用折疊共源共柵型運(yùn)放完成相應(yīng)功能。
本文針對(duì)現(xiàn)有補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、補(bǔ)償效果差的缺陷,設(shè)計(jì)了一種基于BOOST型DC/DC變換器的斜坡補(bǔ)償電路。該電路具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、補(bǔ)償效果穩(wěn)定的特點(diǎn)。利用VIS標(biāo)準(zhǔn)0.4 μm BCD工藝進(jìn)行仿真,結(jié)果表明,通過該斜坡補(bǔ)償電路可以滿足系統(tǒng)穩(wěn)定輸出的要求。該電路可用于BOOST型DC-DC的LED驅(qū)動(dòng)電路中,具有較高的實(shí)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
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