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DC-DC控制器芯片內部如何實現PWM控制?

在前面文章中,結合UC3842芯片內部框圖,陸續實現了芯片的振蕩器功能,參考電壓功能,過欠壓保護功能。今天這篇文章對PWM控制功能進行仿真。

根據框圖,器件內部主要是誤差放大器和高速比較器。

實現思路如下:模擬一個輸出電壓,紋波變化頻率和內部斜坡頻率一樣,通過采樣輸出電壓和斜波電壓進行比較來控制PWM的占空比。

(1)使用恒流源對電容充電,實現斜坡信號

(2)模擬輸出電壓同頻的紋波信號,輸出電壓紋波在4.985V~5.015V

由于內部參考電壓為2.5V,需要將5V的輸出進行分壓和2.5V的基準電壓波比較

(3)采樣后的電壓和斜坡信號進行比較,得到PWM

此時占空比為17.03%

如果此時輸出電壓降低,看PWM占空比是否增加

此時占空比為18.42%

進一步模擬輸出電壓降低的情況

進一步模擬輸出電壓增加的情況

從上面的仿真可以看出,PWM根據輸出電壓的高低在進行調節,能輸出對應的PWM信號。

對下面這種純電阻的反饋進行交流小信號仿真

波特圖如下:

如果在反饋上增加RC,此時再分析波特圖可以看出,在高頻信號通過帶有補償的誤差放大器后,增益和相位都有一定的改善。

因此電容和電阻的增加,在低頻時,并未影響系統的增益和相位,但在高頻時,RC形成通路,改變了反饋阻抗,高頻增益和相位均有改變。

以上即為DC-DC控制器內部PWM控制的實現方案。

結合今天的文章,目前芯片內部紅框內部的模塊均進行了仿真實現,后續將這些模塊拼起來,組成UC3842芯片,實現控制器的功能。

以上即為開關電源DC-DC內部振蕩器實現原理。

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