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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。
/ f6 T9 \* T3 b/ A7 b: P' N7 v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。
; [. u" Q! V- c0 w; ?2 K, D: a
) w- C4 F4 d6 L

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/ a' b' R7 I( i2 q7 h2 @) g结合常用芯片UC3842系列的内部框图,实现方式如下:
* f7 E1 k& q0 W  b2 H

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; E3 O8 T* ?: t: M  v- q, N
实现方案如下:
: U3 b, u) `4 i

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4 b# ~5 T9 R1 g2 p% c根据上述的原理,实现的思路:) m1 i) K) `. l8 a8 K. g' X
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。! x: g/ e- t9 B

* P# W: [' k4 d7 f( P3 A# m$ E

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* X0 w1 e' P7 }$ h( t- C: q: ]0 F6 _基于上述的思路 ,设计电路如下:7 I- A6 L+ E, E' v
9 k+ Z3 N# d7 B3 z

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& G1 a" \, ?* Y& {; p
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。
& w/ E' m3 P6 U" k% h: X; f- Q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。
+ A0 B! x; u0 l, I4 i& O

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/ m! \5 Y" u* S2 h& w- p5 K4 I; Y3 [
TL494数据手册中实现思路如下:& p8 d$ G+ k- O$ {+ M
7 `: `& q& `  m; p1 ]5 u

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. ]; z( k4 ]! Z. }+ a
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。
6 y3 h/ C$ p! H6 _实现原理如下:
$ G% k. F5 G6 d$ N0 v) W

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$ t5 x1 x! {# q# W同样实现了芯片内部振荡器的原理。) Z1 \2 n$ H2 v, R; L8 d2 g

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- q$ e3 k& `2 R- R$ t$ M9 }, ^5 \" z2 }
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。9 K3 }7 R  O9 j3 r  k, T  W
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。
: W" q8 P% ^/ T* A3 m# Z3 q7 ?, C$ [

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" S3 L& L4 A8 H  }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。: Q8 e9 t! }0 c- @/ v/ \' V9 @9 [1 w

: D* N4 ~6 i0 N, ?

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. F  o: M8 h. V/ A* y
以上即为开关电源DC-DC内部振荡器实现原理。/ u# k0 }% O- p' L: k2 E
# o  w+ F5 o0 D2 q% C3 ^( v
声明:6 W$ s, h0 W) y# w. Y0 D2 U
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                                                                                        带你简单认识理解开关电源AC-DC和DC-DC3 Q0 d7 R' T! x- J) Z  d- ?
                                                                               
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                                                                                        LC 谐振电路1 g) u% j6 [# F1 s. T* G
                                                                               
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