开关稳压器及其应用
顾争群随着半导体集成电路产三和发展现已十分方便地用集成电路功能块设计脉宽调制器本文介绍用开关稳压器作脉宽调制器不仅使控制系统简化容易维修降低成本而且更重要的是降低了系统的故障率提高了系统设备运行的可靠性
一月简要介绍
是美国硅通用公司在七十年代中期生产的脉宽调制器国内相应型号为,
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北京半导体器件五厂‘上海无线电七厂采用脚双列直插式塑料
封装形式其外形引线排列图见图极限运行值见表采用双极型工艺制成属于数
字模拟混合型集成电路其内部功能框图见图内部电路各点电压波形的时间关系见图名
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日门几图图下面简述其工作原理基准稳压器向芯片内各部及通过管脚里向外部提供万的工作电压和基准电压振荡器
了一方面产生幅度在一的连续不对称三角波电压、由内部直接输人到脉宽调制器
同相端另一方面又向型触发器和或非门提供一个同步方波脉冲它亦就是死区时间控制脉冲其频率由管脚和的外接电阻和电容所决定二近似值
组
当取样电压与基准电压分别接人管脚主和时经误差放大器比较放大后输出控制电压到脉宽调制器反相端脉宽调制器将控制电压与不对称三角波电压进行比较输出一个宽度受控制电压调制的方波脉冲‘送往两个“或非门的输
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端来自于振荡器的同步方波咏冲经型触发器输出相位差为。“的两个方波脉冲送往两个或非门的输人端三个输人端的或非门只有满足全为低电平输出才出高电平当该电路输出电流过载时通过骨脚和取样使电流限制放大器输出为低电平从而使脉宽调制器输出为高电平两输出管和,截止当电源本身出现异常或某种需要时
只募在管脚输人大于。的电压“管导通并饱和同样也能使两输出管‘和。截止植得指出由型触发器输出的两路脉冲其相位总是相差。并且在两路输人脉冲之
间总存在宽度在一之间的死区时间控制脉冲从而保证两个或非门输出
脉
冲不会重叠并能正常交替因而也保证两个输出管不会产生共同导通的情况
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在直流电机脉宽
调速系统中的应用
图给出一种速度与电流双闭环直流电机咏宽调速系统原理图由图看出峨芯片内误差放大器接成全反馈形式电压跟随器两输出管并联使用能提供电流从
而使电路成为一受误差放大器同相输人电压控制的脉宽调制器其频率由‘决定输出工作频率等于振荡器工作频率从理论上讲对晶体管开关频率选得高一点更有利于电枢电流连续当然这个问题要根据功率晶体管功率限制开关时间限制及发热等因素全面考虑二要注意‘中的误差放大器的最大共模输人电压为所以端的输人控制电压要考虑不能超过此值在电流调节器输出端加人‘电阻以防止诬内部误差放大器出现堵塞情况‘选择一方面要考虑电流调节器的输出电流能力另一方面要满一‘足万井带
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图在开关电源中的应用图为用构成的推挽式开关电源电路图是该电源的核心并直接向功率转换电路的开关功率管提供脉宽调制信号管脚和对地分别接有电阻和电容由此确定其开关颇率电阻和提供取样电压经管脚引人误差放大器的反相端管脚对地接
有串联电容和电阻以实现频率补偿管脚和直接与外接开关功率管基极相连电阻。经管脚和始引人作为输出管的负载限流电阻经管脚和引人过流保护电路其值决定输出电流的极限值市电经电源变压器和整流滤波电路得到设计
要求的未稳压直流电从管脚加人以及通过高频变压器加到管集电极则该
开关电源便投人正常运行
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甲图在逆变电源中的运用图为逆变电源电路图图中看出当逆变电源工作时即承担脉宽调制功能由于
引人芯片脚的取样电压来自于逆变电源输出端的调宽方波这种方波当脉宽改变
时
各种谐波成份跟随改变为了保证取样电压有效值与逆变电源输出有效值基本成线性变化采用由电阻和电容组成低通滤波器滤除次以上谐波从而使逆变电源输出电压有触
慎精
度大大提高通常振荡器频率。选得校高电阻二选择范围为一
。
子电容选择范围为本电路选用‘为为。保证了逆变电源输出电压的工作频率为另外两只输出管只能提供电流为了可靠地驱动大功率三极管在脉宽调制器后加一级推动级从而保证输出脉冲高电平使大功
率三极管决速导通低电平使大功率三极管快速截止本电路还具有完善保护功能当蓄
电
平欠压和逆变电源过流时的管脚呈高电平使逆电源立即停止工作有关用双比较器”和一些元件组成蓄电平欠压和逆变电源过流检测电路的工作情况不再多叙
具有结构的位微控制器
张天石“公司于年开发了采用工结构的。系列位微控制器该系列目前有
吕孕
和两种型式预定年开发
是基于。结构的位微控制器其芯片上包含有一个浮点运算部件二个
运算执行部件以及业行处理机构极大地提高了处理能力平均处理能力为浮点运算速度为结构是结构采用结构的目的是简化硬件处理高速化但也保存
了结构特色象浮点运算用微程序来实现减少软件编制负担
结构是位微控制器结构与位微处理机结构不同软件也不兼容应
用目的更不相同以个人计算机和工作站等领域为目标而则以嵌人式应用为目标
是一种高性能计算机它能高速执行指令不仅支持简单指令也支持高级
指令程序编制简单且扩展也简单不仅用于控制也可开发用于其它特定用途
,产品都以具有结构的为核心内含一个浮点运算部件个韶位通用寄存器组字节指令高速缓冲存储器中断控制器等外部总线支持脉冲串传
送方式最大传送速度为字节秒时钟烦率为时采用污兀工艺技术在芯片上集成约万个晶体管操作时针频率为
用美国数字设备公司的的相对速度换算其处理能力超过中断控制器能响应以下的中断响应是民用产品芯片内部没有浮点运算部件采用业行处理提高处理能力。结构设计主目标是提高业行处理效率使处理机的计算速度和数据处理速度为最
大为了达到这个目标结构具有下述特点
采用取存存储器结构
采用指令高速缓存和寄存器高速缓存
采用寄存器记分牌机构实现几条指令业行处
理
指令字长固定为位支持脉冲串传送方式数据传送速度最大可达字节秒寸