電流模式PWM的工作原理?主要包括以下幾個關鍵步驟：

?調制信號?：PWM控制器接收一個模擬信號(如電壓或電流)，這個信號代表了所需的輸出水平?1。

?比較器?：控制器內部的比較器將這個模擬信號與一個固定的或可調的參考信號進行比較?1。

?開關動作?：根據(jù)比較結果，控制器的輸出端(通常是晶體管)會快速地在高電平和低電平之間切換?1。

?濾波?：負載(如電機)上的快速開關動作會產(chǎn)生高頻噪聲，因此通常需要一個低通濾波器來平滑輸出，使得負載接收到的是平滑的電壓或電流?1。

?電流模式PWM與電壓模式PWM的區(qū)別?在于：

?反饋機制?：電流模式PWM通過檢測流經(jīng)電感的電流來調節(jié)占空比，而電壓模式PWM則是通過檢測電容上的電壓來調節(jié)占空比?2。

?穩(wěn)定性?：電流模式PWM通常具有更好的穩(wěn)定性和響應速度，適合高速開關應用，而電壓模式PWM在穩(wěn)定性上稍遜一籌，但在某些情況下更為簡單?2。

?應用場景?：

?電機控制?：通過PWM信號控制電機的轉速和扭矩，廣泛應用于各種電機驅動系統(tǒng)中?3。

?電源管理?：用于調節(jié)電壓輸出，實現(xiàn)高效的能量轉換和管理?3。

?LED調光?：通過改變LED燈的占空比來調節(jié)亮度，實現(xiàn)節(jié)能和舒適的光照效果?4。

首先，將正弦半波均等分割成N個相連的寬度相等幅值不同的脈沖。然后，用N個等幅不等寬的矩形脈沖對其進行代替，矩形脈沖的中點與相應正弦波脈沖的中點重合，且兩者面積(沖量)相等。

這樣，即可獲得與正弦半波等效的一系列PWM波形——SPWM波形，SPWM波形的脈沖寬度按正弦規(guī)律變化。

除了正弦波外，PWM技術還可對直流以及非正弦交流等波形進行等效，其基本原理與SPWM控制相同，都是基于面積等效原理。

二、PWM技術應用

PWM斬波電路與PWM逆變電路是PWM技術的最典型的兩種電路應用。

目前，實際應用的逆變電路中絕大部分是PWM型，而在直流電動機調速中PWM斬波電路得到了廣泛應用。此外，基于PWM技術的斬控式交流調壓電路和矩陣式變頻電路在交流-交流變換領域中均有應用。

1、直流斬波電路

常用的直流斬波電路有：Buck電路、Boost電路、Buck-Boost電路、Cuk斬波電路以及Sepic斬波電路等。

當器件處于導通狀態(tài)時，電源向負載供電，并給電容充電，二極管電壓VD=Vin;當器件處于關斷狀態(tài)時，電容給負載供電，二極管電壓近似為0。

若周期性的給開關器件開通與關斷信號，輸出電壓波形如右圖所示。電源在導通時間ton內被接通，在關斷時間T- ton內被截斷，因此也稱為斬波。

可見，直流斬波電路可以通過調節(jié)開關器件的開通與關斷時間，從而調節(jié)輸出電壓平均值，獲得所需的直流電壓波形。

2、PWM逆變電路

常用的PWM逆變電路控制方法有計算法與調制法兩種。其中，計算法過程繁瑣且當輸出正弦波形變化時需要重新進行計算，因此常用調制法進行PWM逆變電路控制。

下面對單相橋式逆變電路的SPWM調制過程以及三相橋式逆變電路的SVPWM調制過程進行講解。

▍單相橋式逆變電路

將期望的輸出信號作為調制信號，采用等腰三角波或鋸齒波作為載波信號，以兩種信號的交點控制開關器件的通斷，將得到一系列寬度正比于信號波幅值的PWM脈沖。

在電 流 模 式PWM IC內部集成斜坡補償電路要比理論分析復雜得多，因為在不同應用情況下，(5)式中的m2和D也會不同，所以很難對所有可能的情況作最好的補償。由( 5)式 可 以看出，開關電源穩(wěn)定工作時占空比D和電感電流下降沿斜率m2越大，那么它所需的斜坡補償?shù)牧恳簿驮酱蟆Ｔ谶B續(xù)工作模式中，D和m2都是由電路結構決定的。而在不連續(xù)工作模式中，D是隨負載變化的量，m2是

由電路結構決定的。根據(jù)這個原理可以設計一個補償量隨占空比增大而增大，并且能夠適合一定范圍的m的斜坡補償電路，如圖6。其中V二是較穩(wěn)定的電壓，約為2.3V,V05C是PWM內部振蕩器輸出的鋸齒波，最小值和最大值分別為。.6V和1.7V, V-是功率管的柵極控制信號，I是斜坡補償電流，輸出到電流采樣電阻(如圖1中的R3)的正端，從而在采樣電阻上疊加了一個電壓降，達到斜坡補

償?shù)哪康你Q 位二 極 管DI、D2，分壓電阻網(wǎng)絡RI,R 2.R 3和R4共同決定了QS, Q6和、Q7的開啟點當一個時鐘周期開始時，V*由低變高，Ql管導通，同時VOSC從最小值開始以一定的斜率上升Q4、Q5, Q6和Q7先后開啟，這四個晶體管集電極電流的總和被由Q2, Q3, R9. R10構成的比例電流鏡鏡像后輸出到I.,設 NP N晶 體管的開啟閡值為VTn,D l和D2的正向導通壓降都為VI), Ql的C-E結壓降近似為零，則通過兩個二極管的電流為

因此Q4, Q5. Q6. Q7的開啟點分別為

Q2 go的集電極電流為上述四個晶體管的集電極電流總和：

因為 Q 4 ,Q 5,Q 6和Q7是先后開啟的，所以補償電流在時間軸上的斜率dl_}dt將隨著V05C的增大而增大，即斜坡補償?shù)牧侩S占空比增大而增大功率 管 的 導通時間結束時，V，由高變低，Ql關斷，1.1隨即降為零(51。這樣可以減少不必要的系統(tǒng)功耗。考慮 不 同 應用情況下m:的變化范圍，計算(5)式就可以確定m隨D變化的曲線，再根據(jù)電流放大器IA的增益和振蕩器鋸齒波斜率計算可得各元件的尺寸。圖 7 是 在選取了元件尺寸后計算機仿真波形。