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《dc-dc变换器中一种高性能振荡电路的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、一变换器巾一种高性能振荡电路的设计,耿铭慈冯全源,西南交通大学信息科学与技术学院四川成都摘要采用林工艺,设计了,一种高性能双频振荡电路并成功地将其应用于一款、。,一高效率宽输入电压范围的降压型开关变换器中该电路作为整个芯片的核心模块之一采用,、。,双电容充放电技术和触发机制实现方波信号高低电平时间精确可控仿真结果表明在考虑、电源电、,偏置电流压温度以及工艺波动的容差时该振荡器的正常工作频率和占空比的最。大偏差分别为和一关键词变换器振荡器容差一,,,,,一林,一一一,一唱一肥哪巨,,一振荡器作为一变换器中的核心模块之一,要振荡器电路设计与分析、,,求在电源电压温度和
2、工艺的容差范围内产生低偏差的等效架构电路。一振荡频率和占空比文献【卜【针对变换器的振荡电路由低电平控制电路和高电平控。文献【实现了频率选,应用提出了各自的振荡器结构制电路两部分构成如图所示分别用来控制时钟信,择功能但未考虑工艺波动对时钟信号的影号的低、高电平时间。和仰分别由一响文献【采用了电阻温度补偿的方法实现了环形振变换器内部的模拟电源和数字电源产生,本文设定其典,荡器在所有容差下的频率稳定但未对占空比的容忍度型值为。,二。为一变换器的进行分析文献【将一变换器的外同步信号引人反馈引脚,当。、时,频率,低电平占振荡,。,,电路实现了宽范围内的频率可调功能本文在空比
3、用于芯片过载和短路的情况反之芯片一变换器所采用的传统振荡器结构基础上做了工作于正常模式,两指标分别为。和如下改进图为该振荡器的工作时序波形。系统上电后,电,利,,,采用双电容充放电用触发器的保持机制流源开始为电容充电比较器输出低电平、实现高低电平时间的分别控制‘’,电容砚两端电压不可突变,经同时比较,,‘’。在电容充电电路中引人有源负反馈减小电源二器输出这将迫使触发器保持系统初态和温度对充电电流的影响‘’,。因此保持低电平当上端电压达到门将一变换器的,以,,二‘’,反馈电压引入该振荡器限时输出变为高电平触发器被复位实现过载或输出短路情况下开关频率和导通占空比的口‘
4、’,因此跳变为高电平。之后,管降‘。,,低和电流源被打开电容迅速放电电容几开始充《电子技术应用》年第期。‘‘二·‘,一蘸撬携鹭灿阵一甲‘,一恤一一,甲一优一偏置路电阻分压络电网倒目幼刹寸长几杏不低电平控制电路高电平控制电路。喊。·一咖·,一一二注在实际电路中,、为反向器的翻转电平图振荡器等效架构图一山匕⋯匕优《。必图振荡器工作时序波形示意图图振荡器偏置电路电,使触发器再次进人保持态直到上端电压到达门限。。端便在触发器置位斗保持斗复位斗保持升置位的循环机制中形成周期性的方波信号。偏置电路通常情况下,在电容充放电的振荡机制中,频率与一,,因此偏置一充电电流呈线性关系电
5、流的温度和电源压控特性直接影响振荡频率。在图所示的偏置电路中,州卜。。的基极电压由普通带隙基准产生的提供具有正温度系数的电阻与、的负温度系数相抵消,阮产生温度系数很小的参考电流了咫,通过电流分配技术为振荡器提供不同的偏置。电流图电压比较器电路电压比较器电路,,比较器是振荡器中的关键电路之一,其延时对高速带宽因此只有几十纳秒的阶跃响应该性能对于中心,时钟信号的周期有较大影响。图中的电压频率为的振荡器来说可以保证频率有良好的比较器。和的实现如图所示,在两级开环比较器稳定性和可控性,可,振荡器核心电路设计的输出增加两级推挽反向器以在不降低转换率的情。图,,。况下提高负载
6、驱动能力是图的具体实现其中,,一当时的充电电流为该比较器具有以上的增益和的次迎网上投稿《电子技术应用》年第期闻省厂脚斗图振荡器核心电路一二,一、。李二几几几,,,。,。为反向器的翻转电平。式中为了减小心和温度对的其中影响,除了采用较为精确的电阻和,还加因此,频率和占空比的计算公式为,,,人管胰在射极端形成有源负反馈如图不李石的小信号电路所示。等效跨导为一兀观察式、式卜式可以发现根据芯片所需的频‘二二几,,认十肠率和占空比选定电容且反向器采用标准数字单元则、,二,一,如果酥酥则式简化为‘“这表的确定通过调节的阻值及比例实现几由的尺寸。、。明的变化大部分落在上,从而使
7、电流和充电确定从而分别实现信号低高电平的简单可控电流保持稳定。仿真结果分析与讨论,、林工一℃一℃基于艺用在二三种电源心二、、、、以及个工艺竹波动的环境下对振荡器进行仿真验证,给电源施加阶跃激励、施加线性上升一电压,得到图所示两种情况,、一下标代表代表的介特性曲。表给出。线了三种不同电源下的振荡频率和占空比图表明,一方面频率随温度的变化并未呈现近似的线性关系,而是有峰值的出现,这是因为电阻、电容和几的温度系数是非线性的。在低温时,表现为正图射极端带有源负反馈的小信号等效电路温度特性,在,。,,℃附近转为负温度特性另一方面占在支路中申联一个二极管连接的管在。一空比与温
8、度接近线性
