基于BOOST型DC/DC轉換器的斜坡補償電路

峰值電流控制模式的DC-DC變換器因其動態(tài)響應快、輸出電壓穩(wěn)定，在開關電源中廣泛應用。當其占空比小于50%時，系統能夠穩(wěn)定工作；但是當占空比大于50%時，系統就不能穩(wěn)定工作了。基于此，利用斜坡補償技術，提出一種基于BOOST型DC-DC變換器的斜坡補償電路，用以解決系統不穩(wěn)定的問題。該電路結構簡單，實現方便，提高了系統的穩(wěn)定性。
1 斜坡補償結構及原理
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]，其傳統結構如圖1所示。

參考文獻[3]提出，當開關管M導通時，電感L上有電流流過并存儲電能，二極管VD截止，電容C給負載提供電能。當開關M截止時，電感L上產生相反的電動勢，此時二極管VD導通，電感L通過二極管VD向負載R釋放電能，并為電容充電。
1.2 整體電路環(huán)路結構
參考文獻[4]指出，峰值電流控制模式的DC-DC變換器具有動態(tài)響應快、輸出電壓穩(wěn)定等許多優(yōu)點。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 斜坡補償電路的實現
2.1 電路原理分析
本設計的斜坡補償電路如圖4所示。電路正常工作時，基準電流信號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]；誤差放大器產生的誤差放大信號VE通過一個源跟隨器(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為放大器的補償。此時，R1上的電壓不變，因此流過R1上的電流I2也不變。SLOPE為OSC模塊產生的鋸齒波信號，該信號通過R2產生一個鋸齒波電流信號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的改變導致M6漏極電流I5的改變，由此產生一個鋸齒波電流信號，該電流通過電流鏡M5、M11鏡像為電流I6，再通過MOS管M12輸出，最終產生一個斜坡電壓VC用于斜坡補償。
圖4中，TRIM_SLOPE用來調節(jié)電流鏡M8、M9的比例系數，最終調節(jié)輸出斜坡電壓的幅值。當TRIM_SLOPE為低時，M14導通，M13并聯在M5兩端，電流鏡M5、M11比例系數為2:1；當TRIM_SLOPE為高時，M14截止，電流鏡M5、M11比例系數為1:1，實現微調斜坡電壓的功能。

圖5是上圖斜坡補償電路中運算放大器的內部電路，該電路采用折疊共源共柵型運放完成相應功能。

本文針對現有補償電路結構復雜、補償效果差的缺陷，設計了一種基于BOOST型DC/DC變換器的斜坡補償電路。該電路具有電路結構簡單、補償效果穩(wěn)定的特點。利用VIS標準0.4 μm BCD工藝進行仿真，結果表明，通過該斜坡補償電路可以滿足系統穩(wěn)定輸出的要求。該電路可用于BOOST型DC-DC的LED" style="color: rgb(229, 0, 20); text-decoration: none; font-weight: bold; ">LED驅動電路中，具有較高的實用價值。
參考文獻
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