關于數字電源的調制方式中的脈沖寬度調制解析
在科學技術高度發(fā)達的今天,各種各樣的高科技出現在我們的生活中,為我們的生活帶來便利,那么你知道這些高科技可能會含有的脈沖寬度調制嗎?
脈沖寬度調制是一種模擬控制方式,根據相應載荷的變化來調制晶體管基極或MOS管柵極的偏置,來實現晶體管或MOS管導通時間的改變,從而實現開關穩(wěn)壓電源輸出的改變。這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時保持恒定,是利用微處理器的數字信號對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術。脈沖寬度調制是利用微處理器的數字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術,廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領域中。
在不改變頻率的情況下進行脈沖寬度調制(稱為脈沖寬度調制),通過調節(jié)脈沖的占空比來調節(jié)功率管的開關時間;而脈沖頻率調制(脈沖頻率調制)模式不會改變脈沖占空比。在比較的情況下,通過調節(jié)脈沖頻率來控制開口管的打開時間。兩種調制方式都有其優(yōu)點和缺點。
脈寬調制方式,開關頻率恒定,通過調節(jié)導通脈沖寬度來改變占空比,從而實現對電能的控制,稱為“固定頻率寬度調制”;脈沖頻率調制方法,其脈沖寬度是恒定的,可以通過調節(jié)開關頻率改變開關比來實現電能的控制,這稱為“固定寬度頻率調制”。 PWM的調制方法可分為兩類:固定頻率調制和頻率調制。其中,頻率調制可分為恒定遲滯環(huán)寬控制,定開通時間控制和定開通時間控制。
(1)恒定遲滯環(huán)寬控制
恒滯環(huán)寬度控制電路的工作原理; 施密特觸發(fā)器最初輸出高電平,開關打開,輸出電壓上升。 當電壓上升到最大值時,施密特觸發(fā)器輸出反轉,并且輸出為低電平。 當輸出電壓下降到最小電壓時,施密特觸發(fā)器的輸出再次翻轉,輸出電平,開關管導通,依此類推。
(2)定開通時間控制
電路的工作原理由固定的接通時間控制; 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器最初處于穩(wěn)態(tài),輸出電平,開關管截止,輸出電壓下降。 當電壓下降到最小值時,施密特觸發(fā)器輸出再次翻轉并且輸出為高電平,則開關管接通。 時間過去后,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器自動翻轉到穩(wěn)態(tài),輸出低電平,開關管關閉,并完成一個工作周期。
(3)定管斷時間控制
恒定管截止時間控制電路的工作原理; 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器最初處于穩(wěn)態(tài),輸出為高,開關管導通,輸出電壓上升。 當電壓上升到最大值時,比較器翻轉并輸出低電平。 觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進入瞬態(tài),輸出低電平,開關管關閉; 經過一段時間后,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器自動翻轉為穩(wěn)定狀態(tài),輸出高電平,開關管打開,然后重復運行。
以上三種控制方式均為變頻控制方式。 盡管電路相對簡單,但頻率不固定,噪聲頻譜也不固定,這增加了電磁干擾控制的難度。
(4)定頻控制
固定頻率控制是當前使用最廣泛的控制方法。該控制方法得到廣泛應用的主要原因是:1)變壓器和濾波器的設計更加容易,從而減少了電磁干擾。 2)購買具有高性能和高性價比的高PWM控制芯片比較容易。
固定頻率控制電路的穩(wěn)態(tài)工作原理;在誤差放大器中減去輸出電壓,然后將誤差放大以產生誤差電壓。當時鐘脈沖到達時,鋸齒波復位,比較器輸出高電平,開關接通,鋸齒波的斜坡信號從零開始線性增加。當鋸齒波的電壓上升到最大值時,比較器翻轉,輸出為低電平。同時,鋸齒波的電壓繼續(xù)線性增加,直到下一個時鐘脈沖到達,并且再次重置鋸齒波以開始新的周期。
從以上分析可以看出,固定頻率控制的主要組成部分是時鐘(用于設置開關頻率),參考電壓和輸出誤差放大器,比較器(用于將誤差電壓與斜坡信號進行比較(鋸齒波)。
以上就是脈沖寬度調制的一些值得大家學習的詳細資料解析,希望在大家剛接觸的過程中,能夠給大家一定的幫助,如果有問題,也可以和小編一起探討。