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高性能諧振模式控制器MC33066

作者: 時間:2012-03-15 來源:網(wǎng)絡 收藏
 注意,外接電阻RDT是可選的。如果不接該電阻,即RDT等于0,則電容COSC由3.6V充至5.1V的時間將低于50ns。由于轉換速率過快,加之比較器的傳輸延遲時間影響,不利于實現(xiàn)對振蕩器峰值電壓的控制。為此,在晶體管Q1基極上增加了晶體管Q2,Q1通過Q2與5.1V的基準電壓相連。這樣,振蕩器的峰值電壓波形就被精確限制在了5.1V。
  對振蕩器振蕩頻率的控制是通過改變流過電阻RVFO上的控制電流IOSC實現(xiàn)的。控制電流IOSC流入振蕩器最高頻率限制端(引腳3)。在該控制電流的作用下,單位增益電流鏡像向電容COSC汲取同樣大小的電流。隨著IOSC的上升,COSC的放電進程也隨之加快。這樣,振蕩周期就相應的下降,振蕩頻率隨之提高。當誤差放大器的輸出電壓達到箝位電壓上限時,即高出引腳3上的電壓2.5V左右時,振蕩頻率達到最大值。此時,電容COSC的最小放電時間如公式(1)所示。

  當誤差放大器的輸出電壓低于電流鏡像的偏置電壓時,控制電流IOSC降至零時,振蕩頻率達到最小值。此時,電容COSC將通過外接電阻ROSC和RVFO進行放電。電容COSC的最大放電時間如公式(2)所示。

  在任何時候,只要晶體管Q1對電容COSC進行充電,控制器MC33066的輸出端都將處于關斷狀態(tài)。輸出驅動脈沖之間死區(qū)時間的大小,可以通過控制電容COSC充電時間來調(diào)節(jié)。加入電阻RDT可以減小電容COSC的充電電流,這樣電容COSC的充電時間延長,增大了輸出驅動脈沖之間的死區(qū)時間。如果RDT的阻值在0Ω~1000Ω之間變化,當電容COSC的大小為300pF時,死區(qū)時間的范圍將在80ns~680ns之間。此時,振蕩器充電時間如公式(3)所示。

  電阻ROSC和RVFO的取值是否恰當,對振蕩器最低和最高頻率的編程控制影響很大。在根據(jù)死區(qū)時間的大小確定電阻RDT后,振蕩器的最低工作頻率由電阻ROSC決定,如下式所示:

  同樣,振蕩器的最高工作頻率由電阻RVFO決定,如下式所示:

  電阻RDT的取值將對振蕩器的峰值電壓產(chǎn)生影響。當電阻RDT由零逐漸增大時,電容充電COSC所需的時間將會逐漸延長。因此,上限閾值的過沖將被緩解,同時振蕩器的峰值電壓也將由5.1V降至4.9V。當然,在電阻RDT為零時,振蕩頻率的精度最佳。

4.3 單發(fā)脈沖定時器

  在Q1對振蕩器外接電容COSC進行充電的同時,單發(fā)脈沖定時器的外接電容CT也將進行充電,參見圖3。當Q1被振蕩器比較器關斷時,單發(fā)脈沖周期開始,電容CT將通過電阻RT放電。當CT上的電壓降至單發(fā)脈沖比較器的閾值電壓時,單發(fā)脈沖周期結束。電容CT上的電壓由5.1V的初始值放電至3.6V,單發(fā)脈沖周期tOS如下式所示:

  影響單發(fā)脈沖周期的因素主要有閾值電壓誤差以及傳輸延遲時間。振蕩器比較器和單發(fā)脈沖比較器的輸出信號經(jīng)過“或非門”后生成脈沖信號tON,該脈沖信號驅動T觸發(fā)器和驅動電路。當振蕩器的放電時間超過單發(fā)脈沖的周期時,tON的長度等于單發(fā)脈沖周期tOS的長度。如果振蕩器放電時間小于單發(fā)脈沖周期時,振蕩器比較器將中斷脈沖信號tON,同時重新觸發(fā)單發(fā)脈沖定時器。相關時序波形參見圖4。圖中左側的時序波形顯示的是導通時間固定,截止時間變化時的情況,而右側的時序波形顯示的則是單發(fā)脈沖定時器被重新觸發(fā)后,截止時間固定,導通時間變化時的情況。


圖4 相關時序波形圖


4.4 誤差放大器

  MC33066中的誤差放大器經(jīng)過內(nèi)部補償,其直流開環(huán)增益超過70dB,輸入失調(diào)電壓低于10mV,保證了最小增益帶寬積能夠達到2.5MHz。誤差放大器的共模電壓范圍擴展為1.5V~5.1V,涵蓋了基準電壓。如果共模電壓低于1.5V,誤差放大器的輸出信號將被置為低電平,以提供最低的振蕩頻率。
  誤差放大器的輸出電壓經(jīng)電阻RVFO向振蕩器最高頻率限制端(引腳3)提供偏置。為了抑制誤差放大器輸出電壓的波動,在誤差放大器的輸出端加入了箝位電路,以實現(xiàn)對振蕩器最高振蕩頻率的限制。在箝位電路的作用下,電阻RVFO上的電壓被限制在2.5V,這樣電流IOSC就被限制在了2.5V/RVFO。誤差放大器及箝位電路的原理圖參見圖5。


4.5 驅動輸出電路

  MC33066中的驅動輸出電路的原理圖如圖6所示。圖中所示的圖騰柱式驅動輸出電路可以提供高達1.5A的灌電流或拉電流,能夠直接驅動功率MOSFET。當驅動1.0nF的容性負載時,驅動脈沖的上升時間和下降時間的典型值為20ns。




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