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[导读]近年来,随着便携式电子产品的迅速增长,与之配套的电源管理系统也具有越来越广泛的市场。而DC-DC转换器具有许多优点诸如效率高、重量和体积都很小,因此广泛应用于各种电子系统,它是许多电路能否正常工作的关键点之一。

1. 前言

近年来,随着便携式电子产品的迅速增长,与之配套的电源管理系统也具有越来越广泛的市场。而DC-DC转换器具有许多优点诸如效率高、重量和体积都很小,因此广泛应用于各种电子系统,它是许多电路能否正常工作的关键点之一。

我们正在设计的 DC/DC 转换器中是否不包含使能迟滞?还是内置使能滞后太小?

现代 DC/DC 转换器使用使能引脚来控制电源打开和关闭的设计条件。但是,可以为 DC/DC 转换器的使能信号添加可调迟滞。我们可以使用 Excel 电子表格计算、德州仪器 (TI) TINA-TI™ 软件模拟和评估模块 (EVM) 测试来复制此技术。

在比较器周围添加迟滞电阻器(添加反馈)是标准的电气工程实践。迟滞比较器又可理解为加正反馈的单限比较器。单限比较器,如果输入信号Uin在门限值附近有微小的干扰,则输出电压就会产生相应的抖动(起伏)。在电路中引入正反馈可以克服这一缺点。

我们可以通过添加一个将启用信号连接到输出电压的电阻器来将相同的想法应用于 DC/DC 转换器。通过将输出电压添加到启用信号,一旦转换器产生输出,启用信号将被拉得更高。图 1 显示了一个简化的示意图。

1:简化的 DC/DC 转换器原理图

我们可以使用公式 1 到 4 根据设计参数计算正确的电阻值:

其中 R T是使能电阻网络中的顶部反馈电阻器,R B是使能电阻器网络中的底部反馈电阻器,V ON是所需的导通输入电压,V OFF是所需的关断输入电压,R HYS是迟滞电阻,I DRAW是使能电阻网络汲取的电流,V EN是使能阈值电压(数据表规范)。

2.例子

在本例中,一旦输入电压达到 10V,转换器将被启用。一旦开启,输入电压将在转换器禁用之前降至 7.5V。这意味着在使能信号中设计 2.5V 的系统滞后。具体设计参数为:

· V IN典型值 = 12V。

· V ON = 10V。

· V OFF = 7.5V。

· V OUT = 5V。

· V EN = 1.2V(无内部迟滞)。

现在让我们看看这个额外滞后的计算、模拟和测试数据。

步骤 1:使用设计计算器确定电阻值

在 Excel中设计计算器可以计算对应于我们想要的设计参数的电阻值。在黄色框(表 1)中,输入首选开启电压、增加的滞后量、V EN阈值、所需的总电流消耗和输出电压。使用使能电阻网络电流消耗条目选择我们将为使能网络预算多少电流。通过选择较小的值,电阻器幅值将增加。以微安为单位输入此值。

1:使用 Excel 设计计算器的示例

Excel 计算器可以快速为所需的 V ON V OFF推荐合适的元件值。表 1 还显示了计算出的 R TR B R HYS值以满足输入标准。

步骤 2:使用 TINA-TI 软件模拟值

我们可以使用TINA-TI仿真来仿真具有计算出的电阻值的导通和关断性能。调整 R TR BR HYSV EN V OUT幅度以匹配我们的设计计算。图 2 显示了可以调整以测试不同值的 TINA-TI 仿真原理图。

2:TINA-TI 仿真原理图

单击分析,然后单击瞬态分析以运行模拟。从 750ms 到 1.75s 运行将显示一个完整的开启、关闭周期。图 3 显示了仿真结果。

3:TINA-TI 仿真瞬态结果

3 步:在 EVM 上进行验证

将迟滞电阻连接到 TI EVM 将允许我们在实验室中进行测试。在此示例中,我使用带有小电阻负载和信号发生器的 TI LM73605 EVM 来提供输入斜坡波形。图 4 展示了滞后示例的物理实现,并在示波器上测量了结果。

4:EVM 测试结果

3.结论

Excel 计算器允许快速设计滞后网络。仿真文件证明了数学有效性,显示了与计算器相同的开启和关闭阈值。最后,实验室测试证明,在应用层面,开启和关闭阈值非常接近理想值,与计算器相对应。Excel 计算器、仿真工具和 EVM 测试提供了一种快速准确的方法来为我们 DC/DC 转换器添加迟滞。



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