滯環(huán)恒流LED驅(qū)動(dòng)電路的電流采樣電路
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
P1～P12為保護(hù)管，防止低壓管因漏源或柵源電壓過高而被擊穿。
高壓管Mp11、Mp12、Mn7與R4構(gòu)成了電壓補(bǔ)償電路。在前述的工作原理中，電路通過將電流限制在閾值Imax和Imin間周期變化達(dá)到恒流控制的目的。其中電源向電感的充、放電過程中，充電速率與輸入電壓成正比，放電速率和芯片的延遲則與輸入電壓無關(guān)。這一差異導(dǎo)致了在輸入電壓變化時(shí)，電流會(huì)因在固定的延遲時(shí)間中具有不同的上升斜率和相同的下降斜率，使實(shí)際電流峰值I’max升高，影響平均電流值。該補(bǔ)償電路通過將與輸入電壓成正比的電壓Vb2轉(zhuǎn)換為與輸入電壓成正比的電流Ic，使流過R3的采樣電流Isense對(duì)輸入電壓具有正相關(guān)性，從而在輸入電壓升高時(shí)令電流閾值Imax、Imin降低，抵消因電流上升斜率提高對(duì)平均電流帶來的影響。
3 仿真結(jié)果
為驗(yàn)證文中提出的電流采樣電路的功能，結(jié)合滯環(huán)控制電路及外部負(fù)載在Cadence中進(jìn)行了仿真。圖5為輸入電壓20V時(shí)采樣電流、電壓與負(fù)載電流的關(guān)系。由圖可見，采樣電流與采樣電壓隨負(fù)載電流同相周期性變化，周期約為1.2μs。
經(jīng)過測試，當(dāng)負(fù)載電流從0.4A變化至1A時(shí)，電路采樣精度最低為99.78%，理想的工作電流為0.6～0.8A，精度高達(dá)99.96%。
表2為不同輸入電壓下負(fù)載電流的峰-峰值。由表中數(shù)據(jù)計(jì)算，在輸入電壓由15V變化至35V的過程中，負(fù)載電流的最大誤差僅為0.81%。
圖6為外接電流源在0～1.2A之間跳變時(shí)采樣電路輸出電壓的波形。圖中輸出電壓范圍為0～5V，為整顆芯片設(shè)計(jì)過流保護(hù)、開路保護(hù)等其他電路提供了方便。
4 結(jié)束語
設(shè)計(jì)了一款適用于滯環(huán)控制結(jié)構(gòu)的電流采樣電路。使用匹配電流源技術(shù)以很少的器件數(shù)量和簡單的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了耐高壓高精度的目的。端到端的輸出電壓范圍，則使整顆芯片中其他電路的簡化成為可能。電路中使用的電壓補(bǔ)償技術(shù)，使負(fù)載電流與輸人電壓的相關(guān)性大大降低。
評(píng)論