现在大多数开关电源的驱动芯片都是PWM控制器。
我想学习下PWM控制器原理:即控制方式;
我贴图 大家来一起来讨论。
现在大多数开关电源的驱动芯片都是PWM控制器。
我想学习下PWM控制器原理:即控制方式;
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一、 PWM(脉冲宽度调制Pulse Width Modulation)原理:
脉冲宽度调制波通常由一列占空比不同的矩形脉冲构成,其占空比与信号的瞬时采样值成比例。图1所示为脉冲宽度调制系统的原理框图和波形图。该系统有一个比较器和一个周期为Ts的锯齿波发生器组成。语音信号如果大于锯齿波信号,比较器输出正常数A,否则输出0。因此,从图1中可以看出,比较器输出一列下降沿调制的脉冲宽度调制波。
通过图1b的分析可以看出,生成的矩形脉冲的宽度取决于脉冲下降沿时刻t k时的语音信号幅度值。因而,采样值之间的时间间隔是非均匀的。在系统的输入端插入一个采样保持电路可以得到均匀的采样信号,但是对于实际中tk-kTs<的情况,均匀采样和非均匀采样差异非常小。如果假定采样为均匀采样,第k个矩形脉冲可以表示为:
(1)
其中,x{t}是离散化的语音信号;Ts是采样周期; 是未调制宽度;m是调制指数。
然而,如果对矩形脉冲作如下近似:脉冲幅度为A,中心在t = k Ts处, 在相邻脉冲间变化缓慢,则脉冲宽度调制波xp(t)可以表示为:
(2)
其中, 。无需作频谱分析,由式(2)可以看出脉冲宽度信号由语音信号x(t)加上一个直流成分以及相位调制波构成。当 时,相位调制部分引起的信号交迭可以忽略,因此,脉冲宽度调制波可以直接通过低通滤波器进行解调。
开关电源五种PWM反馈控制模式
PWM开关稳压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.导通脉冲宽度,使得开关电源的输出电压或电流得到稳定。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,同可以实现一些附带的过流保护、抗偏磁、均流等功能。PWM调制型开关电源有五种反馈控制模式。【17
图2.10是开关电源PWM电压型控制模式原理图,VFB为输出电压通过
I也采样后反馈电压值,VR为参考电压,M1为开关管。从图中可以看出,
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,即将电压误差
放大器采样放大后缓慢变化的直流信号与恒定频率的三角波的斜波比较,通
过脉冲宽度调制原理,得到适当的脉冲宽度。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电容和电感相移延时作用,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。这两个延时滞后作用是暂态
响应慢的主要原因。一1
电流模式控制又称峰值电流模式控制。它的概念在60年代后期来源于具有原边电流保护功能的单端自激式反激开关电源,在70年代后期才从学术上作深入地建模研究,直至80年代初期,第一批电流模式控制PWM集成电路的出现使得电流模式控制迅速推广应用。UC3842是美国Unitorde公司在80年代初期研制的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片,可直接驱动双极型晶体管、MOSFEF和IGBT等功率型半导体器件。近年来,由于大占空比时所需要的同步不失真斜波补偿技术实现上的难度及抗噪声性能差,电流模式控制面临改善性能后的电压模式控制的挑战。
如图2.11所示,是开关电源PWM电流型控制模式原理图。误差电压信号送至PWM比较器后,与一个变化的其峰值代表输出电感电流峰值的三角状波形或梯形尖角状合成波形信号比较,然后得到PWM脉冲关断时刻。电流模式控制是一种固定时钟开启、峰值电流关断的控制方法
TL494是美国德州仪器公司生产的一种电压驱动型脉宽调制控制集成电路:
2 回路控制器工作原理
回路控制器的方框图如图2所示。被控制量(如压力、流量、温度等)通过传感器交换为0~5V的电信号,作为闭环回路的反馈信号,通过有源简单二阶低通滤波电路进行平滑、除杂波干扰后送给TL494的误差放大器I的IN+同相输入端。设定输入信号是由TL494的5V准电压源经一精密多圈电位器分压,由电位器动端通过有源简单二阶低通滤波电路接TL49的误差放大器I的IN-反相输入端。反馈信号和设定信号通过TL494的误差放大器I进行比较大,进而控制脉冲宽度,这个脉冲空度变化的输出又经过整流滤波电路及由集成运算放器构成的隔离放大电路进行平滑和放大处理,输出一个与脉冲宽度成正比的、变化范围为~10V的直流电压。这个电压就是所需要的输出控制电压,用它去控制执行电路,及时调整被控制量,使被控制量始终与设定值保持一致,形成闭环单回路控制
时序图:
电流模式控制又称峰值电流模式控制 ???
那么平均电流模式控制算什么呢??