[發(fā)明專(zhuān)利]一種PWM控制器的振蕩器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310382189.0
• 申請(qǐng)日: 2013-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103475189A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鞏朋虎;王英武;王俊峰;趙明;熊?chē)?guó)興
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第九研究院第七七一研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H02M1/00
• 分類(lèi)號(hào): H02M1/00;H03K3/011
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于脈沖寬度調(diào)制控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種PWM控制器的振蕩器。

背景技術(shù)

振蕩器的穩(wěn)定性直接決定DC/DC變換器頻率的穩(wěn)定性，開(kāi)關(guān)頻率的穩(wěn)定性是DC/DC變換器的重要指標(biāo)，開(kāi)關(guān)頻率的穩(wěn)定性可以影響到DC/DC變換器的穩(wěn)定性、效率、電磁輻射、可靠性等方面。

目前，DC/DC變換器所用PWM（脈沖寬度調(diào)制）控制器的振蕩器線(xiàn)路如圖1所示，（如UC1843、UCC1802等）振蕩器頻率高低溫（-55℃～+125℃）變化率大約在20%～30%左右。

在很多噪聲敏感應(yīng)用中，通常DC/DC變換器通過(guò)外同步功能將頻率鎖定到外部系統(tǒng)時(shí)鐘上，目前，PWM控制器（如UC1843、UCC1802等）外同步功能線(xiàn)路如圖2所示，為了可靠鎖定，振蕩器自振頻率應(yīng)比時(shí)鐘頻率低10%左右，限制了DC/DC變換器應(yīng)用場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問(wèn)題在于提供一種PWM控制器的振蕩器，解決了高低溫振蕩頻率漂移較大問(wèn)題，同時(shí)提供了外同步功能信號(hào)。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種PWM控制器的振蕩器，包括與輸入電壓源相并聯(lián)的三條支路和運(yùn)算放大器；

第一支路上設(shè)有電阻R1和電阻R2，三極管N1的基極連接在電阻R1和電阻R2之間，電阻R2還通過(guò)二極管D1接地；

第二支路上設(shè)有電阻R3、三極管N1和電阻R4，電阻R3連接三極管N1的集電極，三極管N1的發(fā)射集連接電阻R4，電阻R4接地；

第三支路上設(shè)有電阻R5，電阻R5分別連接相并聯(lián)的電容C1、電阻R6及二極管D2的陽(yáng)極，其中電容C1接地，電阻R6連接接地的電容C2；

運(yùn)算放大器的反向輸入端連接在電阻R6和電容C2之間，非反向輸入端接三極管N1的集電極，并連接與二極管D3的陽(yáng)極相串聯(lián)的電阻R7，輸出端連接二極管D2、二極管D3的陰極和第一信號(hào)輸出端，第二信號(hào)輸出端連接在電阻R7和二極管D3之間。

所述的第一信號(hào)輸出端為用于磁反饋載波驅(qū)動(dòng)電路的可調(diào)低電平窄脈沖信號(hào)端，第二信號(hào)輸出端為用于鋸齒波形成電路的可調(diào)低電平窄脈沖信號(hào)端。

所述的三極管N1為NPN三極管。

所述的第一支路通過(guò)電阻R1、電阻R2的分壓為三極管N1的基極提供偏置電壓；輸入電壓源通過(guò)電阻R3降壓后為運(yùn)算放大器非反向輸入端提供電壓；電阻R6、電阻R5、電容C1和電容C2構(gòu)成二階充放電網(wǎng)絡(luò)。

當(dāng)輸入電壓源開(kāi)始供電后，運(yùn)算放大器的反向輸入端的電位V-為0V，非反向輸入端電位V+由三極管N1的集電極提供偏置電壓V+H，運(yùn)算放大器輸出高電平，二極管D2關(guān)斷，二階充放電網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始充電，運(yùn)算放大器的反向輸入端電壓開(kāi)始上升；當(dāng)反向輸入端電壓上升到V+H時(shí)，運(yùn)算放大器的輸出翻轉(zhuǎn)，第一輸出端信號(hào)變低，二極管D2將電容C1的電位Vc1拉低，同時(shí)電阻R6、電容C2開(kāi)始一階放電，反向輸入端電位V-通過(guò)二極管D3、電阻R7將非反向輸入端電位V+拉低至V+L；當(dāng)反向輸入端電位V-等于V+L時(shí)，運(yùn)算放大器的輸出再次翻轉(zhuǎn)，二極管D2關(guān)斷，二階充放電網(wǎng)絡(luò)再次開(kāi)始充電。

所述的輸入電壓源通過(guò)電阻R5對(duì)電容C1充電，第二信號(hào)輸出端通過(guò)二極管D2對(duì)電容C1放電，形成具有前饋功能的鋸齒波信號(hào)。

三極管N1的基極作為同步輸入端，通過(guò)電阻R8和電容C3，連接輸入信號(hào)Sync_in，僅對(duì)輸入信號(hào)的高低沿起作用。

所述的輸入信號(hào)Sync_in為外同步時(shí)鐘信號(hào)，通過(guò)電容C3和電阻R8注入到三極管N1的基極，以改變運(yùn)算放大器非反向輸入端電位V+的閥值，使第一輸出信號(hào)的頻率與外同步時(shí)鐘信號(hào)的頻率一致。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明提供的PWM控制器的振蕩器，由接成正反饋形式的運(yùn)算放大器（高速比較器）構(gòu)成基本結(jié)構(gòu)，采用R6、R5、C1、C2構(gòu)成的二階阻容網(wǎng)絡(luò)控制充放電時(shí)間，正反饋控制運(yùn)算放大器的翻轉(zhuǎn)閾值來(lái)產(chǎn)生振蕩信號(hào)。

振蕩器利用運(yùn)算放大器在充放電時(shí)的不同閾值，實(shí)現(xiàn)了在2個(gè)電平之間的連續(xù)不斷的充放電；振蕩器的頻率主要取決于RC充/放電時(shí)間、運(yùn)算放大器延遲/輸出低電平、二極管導(dǎo)通電壓和運(yùn)算放大器翻轉(zhuǎn)閾值電壓。其中，高閾值V+H變化很小；V+L電阻溫漂無(wú)關(guān)，僅受運(yùn)算放大器VOL和D2二極管壓降影響，因此能夠解決高低溫振蕩頻率漂移較大問(wèn)題。