DC-DC控制器芯片内部如何实现PWM控制?

在前面文章中,结合UC3842芯片内部框图,陆续实现了芯片的振荡器功能,参考电压功能,过欠压保护功能。今天这篇文章对PWM控制功能进行仿真。

根据框图,器件内部主要是误差放大器和高速比较器。

实现思路如下:模拟一个输出电压,纹波变化频率和内部斜坡频率一样,通过采样输出电压和斜波电压进行比较来控制PWM的占空比。

(1)使用恒流源对电容充电,实现斜坡信号

(2)模拟输出电压同频的纹波信号,输出电压纹波在4.985V~5.015V

由于内部参考电压为2.5V,需要将5V的输出进行分压和2.5V的基准电压波比较

(3)采样后的电压和斜坡信号进行比较,得到PWM

此时占空比为17.03%

如果此时输出电压降低,看PWM占空比是否增加

此时占空比为18.42%

进一步模拟输出电压降低的情况

进一步模拟输出电压增加的情况

从上面的仿真可以看出,PWM根据输出电压的高低在进行调节,能输出对应的PWM信号。

对下面这种纯电阻的反馈进行交流小信号仿真

波特图如下:

如果在反馈上增加RC,此时再分析波特图可以看出,在高频信号通过带有补偿的误差放大器后,增益和相位都有一定的改善。

因此电容和电阻的增加,在低频时,并未影响系统的增益和相位,但在高频时,RC形成通路,改变了反馈阻抗,高频增益和相位均有改变。

以上即为DC-DC控制器内部PWM控制的实现方案。

结合今天的文章,目前芯片内部红框内部的模块均进行了仿真实现,后续将这些模块拼起来,组成UC3842芯片,实现控制器的功能。

以上即为开关电源DC-DC内部振荡器实现原理。

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