一种CMOS绿色模式AC/DC控制器振荡器电路
2 振荡器的工作模式
恒流/恒压(CC/CV)充电是一种更快速充电方法,当开始充电时,CC/CV充电器首先施加一个等价于电池容量C的恒定电流。为防止在恒流充电周期中过充电,需要监视电池封装两端的电压。当电压上升到给定的终止电压时,电路切换到恒压源工作模式。即使电池封装两端的电压达到终止电压,但因为在ESR上存在电压降,所以实际的电池电压将低于终止电压。在恒流充电期间,电池能以接近其终止电压的高电流速率充电,且不会有任何被施加高电压和发生过充电的危险。
经恒流充电后,电池的容量将达到其额定值的85%。在恒流周期结束后,充电器切换到恒压周期。在恒压周期,充电器通过监视充电电流决定是否结束充电。与恒压充电器一样,当充电电流减小到O.1C以下时,充电周期结束,恒流/恒压充电主要通过改变振荡器的工作模式来实现。
间歇工作模式:也可称为跳周期控制模式(Burst Mode),是指当处于轻载或待机条件时,轻载时输出电压上升,反馈脚电压降低到一定值时MOSFET停止工作,输出电压降低到一定值时MOSFET导通,这个过程大量减少了MOSFET的开关动作,减少了开关损耗。由周期比PWM控制器时钟周期大的信号控制电路某一环节,使得PWM的输出脉冲周期性的有效或失效,这样即可实现恒定频率下通过减小开关次数,增大占空比来提高轻载和待机的效率。
但是降频和Burst Mode方法在提高待机效率的同时,可能会带来一些问题,首先是频率降低导致输出电压纹波的增加,其次如果频率降至20 kHz以内,可能有音频噪音。
图2为Burst Mode电压控制电路,当S43电平>C54(此时C54和电平C96相等为0.84 V),时,Burst_on信号为低电平,关断功率管;当S43C54时(此时C54和电平C55相等为0.65 V),Burst_on信号为高电平,打开功率管。
3 振荡器充放电电流设定电路
振荡器的起振频率为12 kHz,随着INV的增大,振荡器的频率逐步增大到50 kHz,图3为INV控制下的频率图。随着INV的继续增大,振荡器的频率降到22 KHz,进入Burst Mode模式。
振荡器的充放电电流由偏置电压控制产生的电流和INV控制产生的电流两部分组成,起振时因为INV太小,电流完全由固定电平值控制,当INV>300 mV,充放电电流随INV的增大而增大。
仿真结果可以看出,起振时由于INV电压很小,充电电流固定在1.5μA,当反馈电压INV>0.7 V时,充电电流开始线性增大,振荡器的振荡频率随之增大。
4 锯齿波电路的产生设计
图4为锯齿波电路产生图,利用恒流源电路给电容充放电,使得电容NA41上的电压C38上升到比较器的高阈值限制电压S66时,使电容放电;电压C38降到比较器的低阈值限制电压时电容充电,如此反复形成锯齿波。
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