滞环恒流LED驱动电路的电流采样电路
图4为实际电路图。Vin与Vcsn为精确采样电阻Rcsn两端电压,输入范围8~40V;Vcc为芯片内部5V稳定电源。在实际电路中,VA对VB的匹配度直接影响采样精度。图3为简化的小信号模型。
图3
应用KCL定理,得到
由式(6)可以看出,当gm1ro2或gm2越大,VA与VB的匹配度越高,电流采样越精确。值得注意的是,式中出现gm1ro3的平方项,这意味着可以用较小的增益达到高精度。但是,耐压5V的低压管无法在高输入电压下正常工作,电路中必须使用大量耐压40V的高压管。然而高压管的增益与等效输出电阻很低,无法满足电流采样电路的精度要求。
为使低压管能在高压输入中也正常工作,电压镜采用了高低压器件混用的共源共栅结构。Mp1、Mp2、Mn1和Mn2为低压管;Mp3、Mp4、Mn3和Mn4为高压管。一方面,高压管作为共源共栅器件增大了输出电阻;另一方面,它承受了大部分压降,以保护低压管不被击穿。不过,共源共栅结构带来另一个问题。串联电阻R2令Mp2和Mp4之间的次极点更靠近原点,使系统变得不稳定。为消除该极点带来的影响,在共源共栅结构的输出端加入补偿电阻R5和电容C,引入一个零点并使主极点更低。
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