高性能諧振模式控制器MC33066
作者：
時(shí)間：2012-03-15
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
收藏
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
掃碼關(guān)注
獲取最新最全汽車電子
技術(shù)方案與實(shí)用技巧
對(duì)振蕩器振蕩頻率的控制是通過(guò)改變流過(guò)電阻RVFO上的控制電流IOSC實(shí)現(xiàn)的?？刂齐娏鱅OSC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(jìn)程也隨之加快。這樣，振蕩周期就相應(yīng)的下降，振蕩頻率隨之提高。當(dāng)誤差放大器的輸出電壓達(dá)到箝位電壓上限時(shí)，即高出引腳3上的電壓2.5V左右時(shí)，振蕩頻率達(dá)到最大值。此時(shí)，電容COSC的最小放電時(shí)間如公式（1）所示。
當(dāng)誤差放大器的輸出電壓低于電流鏡像的偏置電壓時(shí)，控制電流IOSC降至零時(shí)，振蕩頻率達(dá)到最小值。此時(shí)，電容COSC將通過(guò)外接電阻ROSC和RVFO進(jìn)行放電。電容COSC的最大放電時(shí)間如公式（2）所示。
在任何時(shí)候，只要晶體管Q1對(duì)電容COSC進(jìn)行充電，控制器MC33066的輸出端都將處于關(guān)斷狀態(tài)。輸出驅(qū)動(dòng)脈沖之間死區(qū)時(shí)間的大小，可以通過(guò)控制電容COSC充電時(shí)間來(lái)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(shí)間延長(zhǎng)，增大了輸出驅(qū)動(dòng)脈沖之間的死區(qū)時(shí)間。如果RDT的阻值在0Ω～1000Ω之間變化，當(dāng)電容COSC的大小為300pF時(shí)，死區(qū)時(shí)間的范圍將在80ns～680ns之間。此時(shí)，振蕩器充電時(shí)間如公式（3）所示。
電阻ROSC和RVFO的取值是否恰當(dāng)，對(duì)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(shí)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(duì)振蕩器的峰值電壓產(chǎn)生影響。當(dāng)電阻RDT由零逐漸增大時(shí)，電容充電COSC所需的時(shí)間將會(huì)逐漸延長(zhǎng)。因此，上限閾值的過(guò)沖將被緩解，同時(shí)振蕩器的峰值電壓也將由5.1V降至4.9V。當(dāng)然，在電阻RDT為零時(shí)，振蕩頻率的精度最佳。
4.3 單發(fā)脈沖定時(shí)器
在Q1對(duì)振蕩器外接電容COSC進(jìn)行充電的同時(shí)，單發(fā)脈沖定時(shí)器的外接電容CT也將進(jìn)行充電，參見(jiàn)圖3。當(dāng)Q1被振蕩器比較器關(guān)斷時(shí)，單發(fā)脈沖周期開(kāi)始，電容CT將通過(guò)電阻RT放電。當(dāng)CT上的電壓降至單發(fā)脈沖比較器的閾值電壓時(shí)，單發(fā)脈沖周期結(jié)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(shí)間。振蕩器比較器和單發(fā)脈沖比較器的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)“或非門”后生成脈沖信號(hào)tON，該脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)T觸發(fā)器和驅(qū)動(dòng)電路。當(dāng)振蕩器的放電時(shí)間超過(guò)單發(fā)脈沖的周期時(shí)，tON的長(zhǎng)度等于單發(fā)脈沖周期tOS的長(zhǎng)度。如果振蕩器放電時(shí)間小于單發(fā)脈沖周期時(shí)，振蕩器比較器將中斷脈沖信號(hào)tON，同時(shí)重新觸發(fā)單發(fā)脈沖定時(shí)器。相關(guān)時(shí)序波形參見(jiàn)圖4。圖中左側(cè)的時(shí)序波形顯示的是導(dǎo)通時(shí)間固定，截止時(shí)間變化時(shí)的情況，而右側(cè)的時(shí)序波形顯示的則是單發(fā)脈沖定時(shí)器被重新觸發(fā)后，截止時(shí)間固定，導(dǎo)通時(shí)間變化時(shí)的情況。
4.4 誤差放大器
MC33066中的誤差放大器經(jīng)過(guò)內(nèi)部補(bǔ)償，其直流開(kāi)環(huán)增益超過(guò)70dB，輸入失調(diào)電壓低于10mV，保證了最小增益帶寬積能夠達(dá)到2.5MHz。誤差放大器的共模電壓范圍擴(kuò)展為1.5V～5.1V，涵蓋了基準(zhǔn)電壓。如果共模電壓低于1.5V，誤差放大器的輸出信號(hào)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(dòng)，在誤差放大器的輸出端加入了箝位電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jiàn)圖5。
4.5 驅(qū)動(dòng)輸出電路
MC33066中的驅(qū)動(dòng)輸出電路的原理圖如圖6所示。圖中所示的圖騰柱式驅(qū)動(dòng)輸出電路可以提供高達(dá)1.5A的灌電流或拉電流，能夠直接驅(qū)動(dòng)功率MOSFET。當(dāng)驅(qū)動(dòng)1.0nF的容性負(fù)載時(shí)，驅(qū)動(dòng)脈沖的上升時(shí)間和下降時(shí)間的典型值為20ns。
評(píng)論