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芯片外置电阻RC如何实现振荡器功能?

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发表于 2024-12-25 07:31:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
这篇文章来实现DC-DC控制器内部的振荡器模块功能。
" A5 [  q& d0 k* U3 g在调试DC-DC控制器时,如果要改变其开关频率,通常是修改芯片外围的RC参数, 如下图所示。
/ _3 ^. b# E. i9 o, K  p9 _* Z! p) Z1 h" {  h3 Q& H' i

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) g: h8 K1 z$ i7 s
结合常用芯片UC3842系列的内部框图,实现方式如下:
- n$ J; i/ B0 a: m3 B

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5 p0 Z# s& a& q0 H1 U0 }$ ~+ ~实现方案如下:5 A0 I% R1 L6 K# @; y1 w

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2 H5 @) E7 B, B8 a3 @7 j3 c
根据上述的原理,实现的思路:
$ M4 y) t/ N7 S5 O使用一个电源对电容C先充电,再放电。因为在电容充电后期,电压变化缓慢,这部分电压需要去掉,同理,在放电后期,电压变缓,也不需要放电为0,为了更精确控制开关频率,振荡器的频率需要准确,故而,只截取电容充放电的一部分。2 Q3 g7 ~6 J8 {- {
- I) E5 X$ F- F8 @; [$ w) |

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, V8 D. G; h/ T1 Y0 T
基于上述的思路 ,设计电路如下:
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- U# W* b$ U+ ^/ |# e0 [
在另外一款经典的芯片TL494数据手册上写了第二种方案实现振荡器的功能。TL494这款芯片在10年前上大学那会,电子设计大赛的电源题目,最常见的就是这款芯片。& h$ j, w$ c2 Y) _# n; }
在《开关电源原理设计及实例》这本书里面,作者专门讲了这两款经典的DC-DC控制器。
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" p% G) B* @( ?  y
TL494数据手册中实现思路如下:
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# }: N7 K) u) ?- P

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* O# o; d' i7 C1 g( u理解下来就是使用一个恒流源(a constant current)对电容CT进行充电,恒流源的大小由RT来控制,当电容电压达到3V时,开始放电,放电结束后,继续对其进行充电。
  {% \' B! u- v' Z% E实现原理如下:
4 u. A0 f6 j9 z7 G

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5 T% N# r2 o. B1 V& @1 v1 a
同样实现了芯片内部振荡器的原理。# ^: e+ U( T" C1 m- P3 t9 r

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) p' R6 L( s. Z( k# D) {但是可以看出,不同的芯片外置同样的R=50kΩ,C=1nF的器件,内部的振荡频率并不一样。UC3842仿真振荡器频率36KHz,而TL494只有19KHz。差异原因来源于对电容充放电思路不一样。
+ c( P9 t2 J# U在某些规格书上能看到下面振荡频率计算公式,同一颗芯片,同样的RC器件,内部的振荡频率也不一样。
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' @' \/ K. `0 `! B1 F. e
不同芯片同样的RC,内部实现原理存在差异,振荡频率自然不一样。但是对于同一颗芯片,k的取值不同的原因是为了当外部C不一样时,内部寄生参数存在差异,使用不同的K来补偿内部寄生参数的影响。9 l4 L8 v$ b: ^: r  J: `1 M: a

$ h4 J& L+ P# g  H% h+ e# R; P

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) M2 o& z- M1 u0 L0 B以上即为开关电源DC-DC内部振荡器实现原理。0 B. i/ G2 n5 R5 L  U
! P8 ~2 n8 X( i9 E% t+ X
声明:  c$ ]1 h& k% e6 b( M
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                                                                                        带你简单认识理解开关电源AC-DC和DC-DC
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                                                                                        LC 谐振电路
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