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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。
$ j# G* M+ A6 |6 x( r$ C* m" a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。
" A. Z9 ~) F  o, v+ N& }7 m/ |) ?7 Y  l

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. Y) y& Z. h& S4 g3 X- E, }/ D
结合常用芯片UC3842系列的内部框图,实现方式如下:
: x) t; ?9 ]5 d* o# E

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6 X% ]7 i) ~5 a8 N# K# ?0 J
实现方案如下:
$ A' g  `: ?5 Q$ q

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7 x; O' y. d# `, ~
根据上述的原理,实现的思路:
- R( @4 u, |" H. Q* [* J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 S( v: E2 e2 E1 m" \0 W& e( Q9 z5 O0 z: V' k' L

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" l; H0 @5 `: S4 Z8 w* L基于上述的思路 ,设计电路如下:
8 B0 ^$ L2 f3 X' {  }
3 h( O+ _% D; o0 O: F

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( ^) @2 T* S4 O0 f. R
. @- g9 Y# e2 V3 t

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: f; l4 j1 ~" i% y1 }, n' O
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。# n3 x7 X* G! G
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。
+ T, f; t; n& K

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2 V' l. S+ {% W4 e$ b, J
# N: v* _8 y& Y" y1 |9 ?

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: i) _7 R/ E6 N8 @
TL494数据手册中实现思路如下:
& i8 f2 W; s; U0 i# A. a% [
$ V$ K4 A* G6 J5 j5 D- \

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" b: y) y( p4 j4 I' w, i" I; N
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。
0 b8 A) X2 n4 `' ^实现原理如下:8 K' L0 P6 j( j5 j3 d

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( l& V) z" |. [, v同样实现了芯片内部振荡器的原理。4 f3 g1 |: \- p0 V% Z

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8 ]  y2 Y  m, P
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。& p2 n7 z* V* s+ x" m/ T( i
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。
" b5 ?  ]8 I; ~( d, E
4 f2 s* a. q1 G2 r" v/ u) R% q  w

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0 ~: o2 o7 ?+ F* a5 ]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。
1 p6 D9 Z1 L4 d  a- n" m! m- t8 X' k2 s/ D

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7 h7 Z6 r9 [* m, f
以上即为开关电源DC-DC内部振荡器实现原理。5 g8 v; g9 a: |# `. C! j2 |

2 l; z7 ]* a0 u7 t' ~) Z声明:3 P4 E$ s& e+ O( P+ j7 n$ f1 \( g
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