电流模式开关电源中的高精度锯齿波振荡器设计
锯齿波发生电路
锯齿波发生电路
锯齿波发生电路是一种常见的工业控制电路，它可以将一种连续电信号转换成一种定期发生的锯齿波电信号。
它可以实现各种频率，脉冲宽度和相位等参数的控制，可以在多种航空航天、自动化控制和测试仪器中发挥重要作用。
锯齿波发生电路的基本结构包括电容、电阻、可调电阻、二极管、及其相关控制元件等。
它的主要功能是通过可调电阻来控制电路的时间参数，从而产生锯齿波电信号。
这种电路的噪音抑制能力很强，能够有效抑制高频噪声，从而可以较好地满足高要求场合的需要。
锯齿波发生电路可以实现多种频率范围，据不同需要可以设计出与之相应的电路。
在93KHz-20MHz的范围内，可以设计固定频率的电路，可以采用有源或无源方式来实现。
在3-90MHz之间，可以设计专门的可调振荡电路，采用多音频进行调节，用于晶体振荡或基带振荡。
锯齿波发生电路的性能受温度、压力、湿度以及环境光线等因素的影响，因此可以根据具体情况采用环境传感器来实时监测工作环境，从而保证其稳定的工作性能。
此外，它还可以作为分配气体流量、检测物体运动和实现远程控制等功能，可以在汽车、建筑自动控制和航空领域中广泛应用。
以上就是锯齿波发生电路的基本介绍，它是一种经常被用于工业控制中的电路，能够有效地控制电路的时间参数，从而实现定期的锯齿波电信号，在航空航天、自动化控制和测试仪器中都发挥着重要作用。
但是，锯齿波发生电路的性能可能受环境因素的影响，可以通过
环境传感器来实时监测工作环境，从而保证它的工作性能。
【最牛笔记】开关电源设计全过程！
【最⽜笔记】开关电源设计全过程！反激变换器设计笔记1、概述开关电源的设计是⼀份⾮常耗时费⼒的苦差事，需要不断地修正多个设计变量，直到性能达到设计⽬标为⽌。
本⽂step-by-step 介绍反激变换器的设计步骤，并以⼀个6.5W 隔离双路输出的反激变换器设计为例，主控芯⽚采⽤NCP1015。
基本的反激变换器原理图如图 1 所⽰，在需要对输⼊输出进⾏电⽓隔离的低功率（1W～60W）开关电源应⽤场合，反激变换器（Flyback Converter）是最常⽤的⼀种拓扑结构（Topology）。
简单、可靠、低成本、易于实现是反激变换器突出的优点。
2、设计步骤接下来，参考图 2 所⽰的设计步骤，⼀步⼀步设计反激变换器1.Step1：初始化系统参数------输⼊电压范围：Vinmin_AC 及Vinmax_AC------电⽹频率：fline（国内为50Hz）------输出功率：（等于各路输出功率之和）------初步估计变换器效率：η（低压输出时，η取0.7～0.75，⾼压输出时，η取0.8～0.85）根据预估效率，估算输⼊功率：对多路输出，定义KL（n）为第n 路输出功率与输出总功率的⽐值：单路输出时，KL（n）=1.2. Step2：确定输⼊电容CbulkCbulk 的取值与输⼊功率有关，通常，对于宽输⼊电压（85～265VAC），取2～3µF/W；对窄范围输⼊电压（176～265VAC），取1µF/W 即可，电容充电占空⽐Dch ⼀般取0.2 即可。
⼀般在整流后的最⼩电压Vinmin_DC 处设计反激变换器，可由Cbulk 计算Vinmin_DC：3. Step3：确定最⼤占空⽐Dmax反激变换器有两种运⾏模式：电感电流连续模式（CCM）和电感电流断续模式（DCM）。
两种模式各有优缺点，相对⽽⾔，DCM 模式具有更好的开关特性，次级整流⼆极管零电流关断，因此不存在CCM 模式的⼆极管反向恢复的问题。
开关直流降压电源(BUCK)设计
开关直流降压电源(BUCK)设计摘要随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。
近年来，随着功率电子器件(如IGBT、MOSFET)、PWM技术以及电源理论发展，新一代的电源开始逐步取代传统的电源电路。
该电路具有体积小，控制方便灵活，输出特性好、纹波小、负载调整率高等特点。
开关电源中的功率调整管工作在开关状态，具有功耗小、效率高、稳压范围宽、温升低、体积小等突出优点，在通信设备、数控装置、仪器仪表、视频音响、家用电器等电子电路中得到广泛应用。
开关电源的高频变换电路形式很多, 常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。
本论文采用双端驱动集成电路——TL494输的PWM脉冲控制器设计开关电源，利用MOSFET 管作为开关管，可以提高电源变压器的工作效率，有利于抑制脉冲干扰，同时还可以减小电源变压器的体积。
关键词：直流，降压电源,TL494,MOSFET1目录摘要 (1)Abstract........................................................... ........ 错误！未定义书签。
1.方案论证与比较 (4)1.1 总方案的设计与论证 ...................................... 错误！未定义书签。
1.2 控制芯片的选择 (4)1.3 隔离电路的选择 .............................................. 错误！未定义书签。
2. BUCK电路工作原理 ......................................... 错误！未定义书签。
3. 控制电路的设计及电路参数的计算 ................ 错误！未定义书签。
3.1 TL494控制芯片................................................ 错误！未定义书签。
锯齿波发生电路
锯齿波发生电路
锯齿波发生电路是一种常见的电路，它可以生成正弦、锯齿波和其他复杂波形的电信号。
它主要由电容、电阻和二极管组成，它可以实现输出电压和电流的改变，是一种非常有用的电路。
锯齿波发生电路原理
锯齿波发生电路的工作原理是由一个二极管和两个电容组成，二极管可以实现对其输入电压的放大和控制。
二极管和两个电容形成一个定时元件，可以实现正弦波或锯齿波的定时输出。
当输入电压发生变化时，二极管就会调节定时电容的电容电压，从而改变二极管的运行状态，从而调节输出电压和电流的改变，从而实现不同波形的输出。
锯齿波发生电路的应用
锯齿波发生电路在电子领域有着广泛的应用，它可以用于电源供电、接收机和发射机等设备的电路设计，还可以用于电动机的控制、手机的充电等，它可以实现电流和电压的恒定输出。
此外，锯齿波发生电路还可以用于实时数据采集，实现智能控制，可以实现实时监控，从而提高工作效率和节约能源。
总结
锯齿波发生电路是一种常用的电路，它可以实现正弦波、锯齿波和其他复杂波形的输出，可以用于电源供电、接收机和发射机等设备的电路设计，也可以实现电动机的控制、手机的充电、实时数据采集和智能控制等。
因此，锯齿波发生电路在电子领域有着重要的意义。
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占空比可调的锯齿波发生电路
占空比可调的锯齿波发生电路学院:专业:姓名:学号:占空比可调的锯齿波发生电路一(实验目的1(掌握占空比可调的锯齿波发生电路的工作原理2(掌握占空比调节的方法二(总体设计方案1.滞回比较器在单限比较器中，输入电压在阈值电压附近的任何微小变化，R都将引起输出电压的跃变，不管这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰。
因此，虽然单限比较器很灵敏，但是抗干扰能力差。
滞回比较器具有滞回特性，即具有惯性，因此也就具有一定抗干扰能力。
从反相输入端输入的滞回比较器电路如图(a)所示，滞回比较器电路中引入了正反馈。
(a)电路 (b)电压传输特性从集成运放输出端的限幅电路可以看出，u=?U。
集成运放反相输入端电位u= u， Z0NI同相输入端电位根据“虚短”u=u，求出的u就是阈值电压，因此得出 NPI当u<-U，u<u，因而uo=+U，所以u=+U。
u>+U，uo=-U。
ITNPZPTITZ当u>+U，u>u，因而uo=-U，所以u=-U。
u<-U，uo=+U。
ITNPZPTITZ可见，uo从+U跃变为-U和uo从-U跃变为+U的阈值电压是不同的，电压传输特性如ZZZZ图(b)所示。
在我们所设计的锯齿波发生器中，滞回比较器由运放U1和电阻R1,R3,R4所组成。
通过由稳压管D1,D2和限流电阻R3构成的输出限幅电路，从而输出方波波形。
其中调节电阻R2可改变锯齿波的幅值和一定范围的频率。
调节滞回比较器的稳幅输出D1,D2值，可调整方波输出幅值，可改变积分时间，从而在一定范围内改变锯齿波的频率。
2.积分电路1如图所示的积分运算电路中，由于集成运放的同相输入端通过R’接地，u=u=0为NP “虚地”。
电路中电容C的电流等于流过电阻R的电流输出电压与电容上电压的关系为 u=-u oc而电容上电压等于其电流的积分，故在求解t1到t2时间段的积分值时式中u(t)为积分起始时刻的输出电压，即积分运算的起始值，积分的终值是t 时刻的输2o1出电压。
开关电源的反馈控制模式研究
开关电源的反馈控制模式研究[摘要] 本文比较详细地说明了电压模式、峰值电流模式、平均电流模式、滞环电流模式、相加模式等pwm反馈控制模式的基本工作原理、发展过程、关键波形、性能特点及应用要点。
[关键词] 开关电源反馈控制模式控制1.引言pwm开关稳压或稳流电源基本工作原理就是在输入电压变化、内部参数变化、外接负载变化的情况下，控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈，调节主电路开关器件的导通脉冲宽度，使得开关电源的输出电压或电流等被控制信号稳定。
pwm的开关频率一般为恒定，控制取样信号有：输出电压、输入电压、输出电流、输出电感电压、开关器件峰值电流。
由这些信号可以构成单环、双环或多环反馈系统，实现稳压、稳流及恒定功率的目的，同时可以实现一些附带的过流保护、抗偏磁、均流等功能。
2.开关电源pwm的五种反馈控制模式一般来讲，根据选用不同的pwm反馈控制模式，电路中的输入电压、输出电压、开关器件电流、电感电流均可作为取样控制信号。
输出电压在作为控制取样信号时，通常经过处理，得到电压信号，再经处理或直接送入pwm 控制器。
电压运算放大器的作用有三：①将输出电压与给定电压的差值进行放大及反馈，保证稳态时的稳压精度。
该运放的直流放大增益理论上为无穷大，实际上为运放的开环放大增益。
②将开关电源主电路输出端的附带有较宽频带开关噪声成分的直流电压信号转变为具有一定幅值的比较“干净”的直流反馈控制信号即保留直流低频成分，衰减交流高频成分。
③对整个闭环系统进行校正，使得闭环系统稳定工作。
2.1 电压模式控制pwm电压模式控制pwm是60年代后期开关稳压电源刚刚开始发展而采用的第一种控制方法。
该方法与一些必要的过电流保护电路相结合，至今仍然在工业界很好地被广泛应用。
电压模式控制只有一个电压反馈闭环，采用脉冲宽度调制法。
当输入电压突然变小或负载阻抗突然变小时，因为主电路有较大的输出电容及电感相移延时作用，输出电压的变小也延时滞后，输出电压变小的信息还要经过电压误差放大器的补偿电路延时滞后，才能传至pwm比较器将脉宽展宽。
开关电源电压和电流两种控制类型
开关电源电压和电流两种控制类型开关电源有两种控制类型，一种是电压控制（Voltage Mode Control），另一种是电流控制（Current Mode Control）。
二者有各自的优缺点，很难讲某种控制类型对所有应用都是最优化的，应根据实际情况加以选择。
1、电压控制型开关电源的基本原理是什么？电压控制是开关电源最常用的一种控制类型。
以降压式开关稳压器（即Buck变换器）为例，电压控制型的基本原理及工作波形分别如图2-2-2（a）、（b）所示。
电压控制型的特点是首先通过对输出电压进行取样（必要时还可增加取样电阻分压器），所得到的取样电压UQ就作为控制环路的输入信号；然后对取样电压UQ和基准电压UREF进行比较，并将比较结果放大成误差电压Ur，再将Ur送至PWM 比较器与锯齿波电压UJ进行比较，获得脉冲宽度与误差电压成正比的调制信号。
图中的振荡器有两路输出，一路输出为时钟信号（方波或矩形波），另一路为锯齿波信号，CT为锯齿波振荡器的定时电容。
T为高频变压器，VT为功率开关管。
降压式输出电路由整流管VD1、续流二极管VD2、储能电感L和滤波电容CO组成。
PWM锁存器的R 为复位端，S为置位端，Q为锁存器输出端，输出波形如图2-2-2（b）所示。
图2-2-2电压控制型开关电源的基本原理及工作波形（a）基本原理；（b）工作波形2、电压控制型开关电源有哪些优点？电压控制型开关电源具有以下优点：（1）它属于闭环控制系统，且只有一个电压反馈回路（即电压控制环），电路设计比较简单。
（2）在调制过程中工作稳定。
（3）输出阻抗低，可采用多路电源给同一个负载供电。
3、电压控制型开关电源有哪些缺点？电压控制型开关电源的主要缺点如下：（1）响应速度较慢。
虽然在电压控制型电路中使用了电流检测电阻RS，但RS并未接入控制环路。
因此，当输入电压发生变化时，必须等输出电压发生变化之后，才能对脉冲宽度进行调节。
由于滤波电路存在滞后时间，输出电压的变化要经过多个周期后才能表现出来。
基于UC3842的反激式开关电源设
基于UC3842的反激式开关电源设
高频开关稳压电源由于具有效率高、体积小、重量轻等突出优点而得到了广泛应用。
传统的开关电源控制电路普遍为电压型拓扑，只有输出电压单闭控制环路，系统响应慢，线性调整率精度偏低。
随着PWM 技术的飞速发展产生的电流型模式拓扑很快被大家认同和广泛应用。
电流型控制系统
是电压电流双闭环系统，一个是检测输出电压的电压外环，一个是检测开关管电流且具有逐周期限流功能的电流内环，具有更好的电压调整率和负载调整率，稳定性和动态特性也得到明显改善。
UC3842是一款单电源供电，带电流正向补偿，单路调制输出的高性能固定频率电流型控制集成芯片。
本设计采用UC3842 制作一款1 kW 铅酸电池充电器控制板用的辅助电源样机，并对其进行工作环境下的测试。
1 UC3842 的工作原理
UC3842 内部组成框图如图1所示。
其中： 1 脚是内部误差放大器的输出端，通常此脚与2 脚之间接有反馈网络，以确定误差放大器的增益和频响。
2 脚是反馈电压输入端，将取样电压加到误差放大器的反相输入端，再与同相输入端的基准电压（一般为2.5 V）进行比较，产生误差电压。
3 脚是电流检测输入端，与取样电阻配合，构成过流保护电路。
当电源电压异常时，功率开关管的电流增大，当取样电阻上的电压超过1 V时，U。
CX7010 高精度原边反馈开关电源控制芯片 封装SOT23-6 最大功率25W
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九、典型应用
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图1 V 5.0 - 7-
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图3
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工作频率 根据负载情况与工作模式的变化，CX7010的工作频率可以自行调整，并且不需要外部元件来设定。当 系统工作于最大输出功率时，工作频率由内部设定为 60KHz。对于工作于断续模式下的反激式系统，最大 输出功率由下式 1.3 给出：
单位 uA mA V V V V nS mV nS KΩ mS KHz KHz
INV=0V，COMP=5V -4 1.97 INV=2V,COMP=0V Io=20mA Io=20mA CL=0.5nF CL=0.5nF 8
14 4 2 60 42 1 650 40 16 2.03
% V dB uA V V nS nS V
高精度原边反馈开关电源控制芯片
范围 -0.3 to VDD_CLAMP 10 -0.3~7 -0.3~7 150 -55 to 150 260
单位 V mA V V ℃ ℃ ℃
注：如果器件工作条件超出上述各项极限值，可能对器件造成永久性损坏。上述参数仅仅是工作条件的极 限值，不建议器件工作在推荐条件以外的情况。器件长时间工作在极限工作条件下，其可靠性及寿命可能 受到影响。
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开关电源电路设计要点与调试
开关电源电路设计要点与调试开关电源是一种将电能转换为特定电压、电流和频率的电力转换装置，具有高效率、体积小、重量轻等优点，广泛应用于各种电子设备中。
开关电源的设计和调试是开发电子产品的重要环节，下面将重点介绍开关电源电路设计要点以及调试方法。
一、开关电源电路设计要点1.选用适当的拓扑结构：开关电源的拓扑结构包括开关正激式（buck）、开关反激式（flyback）、开关共激式（forward）等。
在选择拓扑结构时需要考虑输入电压范围、输出电压需求、功率密度要求、成本等因素。
不同拓扑结构有不同的工作原理和电路参数设计要求，设计时需要综合考虑各种因素才能确定最合适的拓扑结构。
2.合理选择功率元件和元器件：功率元件是开关电源中最关键的部件，直接影响开关电源的效率和可靠性。
常见的功率元件包括MOSFET、IGBT、二极管等。
在选择功率元件时需要考虑电压和电流的要求，以及功率元件的损耗和热散。
此外，还需要合理选择其他元器件，如电感、电容、变压器等，以满足开关电源的稳定性和工作要求。
3.设计稳压控制回路：开关电源的稳压控制回路起到控制输出电压稳定的作用。
常见的稳压控制回路有电压模式控制和电流模式控制。
在设计稳压控制回路时需要考虑输出电压波动范围、响应速度、幅值准确性、稳定性等因素，并根据具体需求选择合适的控制模式和电路结构。
4.进行开关频率和PWM信号设计：开关频率和PWM信号的设计直接影响开关电源的转换效率和输出波形质量。
一般来说，较高的开关频率可以减小电感器件和滤波器的体积，但会增加功率元件开关损耗；较低的开关频率可以降低功率元件开关损耗，但会增加电感器件和滤波器的体积。
同时，PWM信号的设计要考虑到占空比的合理选择、工作频率的稳定性等因素。
5.安全保护和电磁兼容设计：开关电源需要考虑到安全保护和电磁兼容的设计要求。
常见的安全保护设计有过载保护、过温保护、短路保护等，以保证开关电源的正常工作和安全可靠。
电磁兼容设计包括滤波器设计、接地设计等，以减小开关电源对周围电子设备的干扰和抗干扰能力。
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电流模式开关电源中的高精度锯齿波振荡器设计摘要：提出了一种用于开关电源芯片的高性能锯齿波振荡器。
基于U-I转换器原理，设计了精密电流产生电路；利用系统内部基准电压，设计了一种门限电压产生电路，从而有效地提高了振荡器频率稳定度和精度。
基于TSMC 0．5μm BCD工艺，利用Spectre软件进行电路仿真，在芯片典型应用环境下仿真得到锯齿波振荡频率为132kHz。
频率随电源电压在3．6～6．4V变化范围和温度在-27～27℃变化范围以内可控制其偏移在±3％以下。
该锯齿波振荡器已经成功应用于一款AC／DC降压开关电源芯片的设计中。
关键词：振荡器；开关电源；锯齿波振荡器；基准电压
近年来，开关电源芯片被广泛应用于通信电子产品的电源供电系统。
目前，关电源主要采用PWM控制电路，锯齿波振荡器是PWM控制电路
的核心功能部件。
在电源电压、温度、工艺和环境负载变化或者漂移的条件下，要求振荡器能够产生频率稳定的信号输出。
许多锯齿波振荡器虽然具有稳定性好、精度高的特点，但受环境温度和电源电压影响较大，基于以上要求，本文设计一种锯齿波产生电路。
1 电路结构及原理
1．1 电路整体框架及原理
图1为RC振荡器的原理图。
本文提出的锯齿波振荡器主要由三部分构成，一部分是基准产生的电流I1和I2，一部分由电容C和开关K1、K2组成，最后一部分是控制电路。
该电路利用基准源产生的电流I1对电容C进行充电，利用电流I2进行放电，从而产生对开关K1和K2的控制信号。
产生脉冲的工作过程如下：假设输出信号Um为低电平，使开关管S1导通，S2关断。
这时电流I1对C进行充电，使a点电压Ua升高，经过控制电路作用后，使输出信号Um 变为高电平；然后，Um使开关管S1关断，S2导通，电流I2对C进行放电，使a点电压Ua降低，输出Um又变为低电平。
电路如此反复循环工作，便在输出端产生振荡信号，Ua 是产生的锯齿波信号。
1．2 具体电路设计实现
振荡器实际电路结构如图2所示，其中Uref引脚输入的是来自带隙基准的参考电压，Um是输出给后级的最大占空比信号，Uout是所要求的锯齿波输出信号。
图1中的开关S1、S2分别由PMOS管VT4和VT5代替。
因此，图1中的倒相器在具体电路中便不需要实现。
在集成电路中不易直接实现精确的电流源，所以先产生一个精确的参考电压Uref，然后通过一个U-I变换电路，产生两个精确的充放电电流I1和I2。
图2中的电阻R是外接的精密电阻，电路中运放将B点电位钳位在参考电压Uref，因此流过R的电流为
VT2和VT3，VT6和VT7组成两组电流镜，则充放电电流I1和I2为：
假设振荡器输出信号Um初始值为低电平，VT4打开，VT5关断，电流通过VT4流到电容，电容进行充电。
此时Ua低于VH，COMP1输出高电平，Ua高于VL，COMP2也输出高电平，Um保持低电平。
直到C的电压上升到高于VH一点，COMP1输出低电平，使得Um翻转为高电平。
此时VT5打开，VT4关断，电流通过VT5，电容C通过VT6支路进行放电，逐渐减小。
直到C的电压降低到低于VL一点，COMP2输出低电平，Um翻转为低电平。
电路如此循环，在输出端产生振荡信号。
如图3所示，门限电压是由Uref1对Uref2产生，Uref1对Uref2是来自基准模块的电压，不随温度和电源电压变化，所以VH和VL基本保持恒定。
1. 3 输出频率的计算
不同的充放电电流决定了输出高低电平的不同脉宽，所以决定了方波信号的占空比。
具体原理如下：
在一个充放电周期内设电容的充电时间为Tr，放电时间为Tf，电容充放电的周期为Ts，由电容的电流公式：
调整VT6和VT7的宽长比，可以得到较小的充电电流和较大的放电电流，当I2>>I1时，可以得到
得到锯断波的下降沿近似垂直。
通过调整电容C或者R的大小，可以得到预期的锯齿波
振荡周期为Ts=7．6μs，即振荡器的周期为132kHz。
其中VH和VL都是由基准电压而得到的，故不随外界条件变化，从而使振荡频率不受电源电压和温度的影响而维持恒定。
2 仿真结果与分析
此电路采用TSMC 0．5μm工艺实现，用Spectre进行仿真。
在5．8V电源输入，27℃环境温度下，图4是振荡器产生的锯齿波信号以及最大占空比输出信号，由仿真结果可知锯齿波的频率精确控制在132kHz，且上升沿线性度好，下降沿陡峭，最大占空比达。
表1给出了振荡器在不同电源电压和温度下的振荡周期仿真结果，由表格所示结果可知，振荡频率最小为129kHz，最大为135kHz。
频率漂移范围在±3％内，可见频率随电源电压和温度变化的影响较小，振荡器的精度较高。