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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 昨天 07:31 | 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。( g1 f- u6 l7 p' X8 s8 N8 S
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。% W$ l- `6 Q: |3 B: h4 W) w2 c/ n

  T' |1 A2 ]5 u* D& C  i

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+ r" m2 C: z; g; ?( \) R* o结合常用芯片UC3842系列的内部框图,实现方式如下:
# a, R' s+ P8 @' {- u0 e8 {: e

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  k  A. ~6 K7 E- X9 y实现方案如下:8 B$ j8 h% l" _( B

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4 D- q  u( }& R# S  |% t- {
根据上述的原理,实现的思路:
  y8 O8 P' H# L5 Q: {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。
. [' b  M+ q2 h7 c
  B' Q4 X- A$ Q7 o# C8 F5 ?; o

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/ ]" {/ B! b2 z8 s8 h2 M
基于上述的思路 ,设计电路如下:- S. X. _+ g' G/ ]. Z) w' }4 h

- E1 b8 c1 K0 b! w

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, Z4 H8 g9 @* r5 ]7 P7 }/ E% f2 j8 [! q' I. v. V

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) o7 F0 M# e. V+ }& P$ i
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。- @5 L/ L. Y1 `* P9 l4 l
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。, c! h* |+ O- d9 w- ~: ^2 p

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1 l) l) e8 N* u) U. L3 u* A

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  B: D0 G  A6 [4 K& _' z; d
TL494数据手册中实现思路如下:' V( f# ]/ R! i" r4 R) `

: I" [: j( }8 J' D. Y) p# S

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2 [2 t! X9 L3 r
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。
" Q' Q7 W$ C0 J2 k实现原理如下:
# ~' V* ]+ w3 m, Z

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4 p5 E7 v" A5 k. i2 d# ~同样实现了芯片内部振荡器的原理。
" D9 s8 _" }7 z) o' f  ?

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, x, G7 y2 ]+ a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。& u( b' Y) [& B) A: z
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。  m0 d* R9 U  A
, p$ [9 j$ o/ D6 U

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1 ?. j5 ], }: L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。) ~$ ^( Z+ t9 V/ K- M

& I7 F# Y$ ~8 k" s1 D: I6 n8 a8 C1 s. ?

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# C/ n5 b7 W, [# d6 V  k
以上即为开关电源DC-DC内部振荡器实现原理。7 h- O/ J- C1 K& c, q' J

+ i7 r# P% Y2 A& j, x3 K声明:! c* w3 r8 ]5 H# Q
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                                                                                        带你简单认识理解开关电源AC-DC和DC-DC/ ?; v% D1 o) J
                                                                               
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