各種PWM控制方法的原理總結(jié)


原標(biāo)題:各種PWM控制方法的原理總結(jié)
PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制方法是開(kāi)關(guān)電源中常用的一種調(diào)制方式,其原理是通過(guò)改變脈沖信號(hào)的占空比(即脈沖寬度與周期的比值)來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓或電流。以下是幾種常見(jiàn)的PWM控制方法的原理總結(jié):
一、基本PWM控制
基本PWM控制的原理是在固定開(kāi)關(guān)頻率下,通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)調(diào)節(jié)占空比,從而控制輸出電壓。當(dāng)輸出電壓升高時(shí),控制芯片通過(guò)電壓電流采樣比較,調(diào)節(jié)輸出脈沖信號(hào)的周期不變而脈沖寬度減小,使占空比減小,從而降低輸出電壓。反之,當(dāng)輸出電壓降低時(shí),脈沖寬度增加,占空比增大,提高輸出電壓。這種控制方式具有控制電路簡(jiǎn)單、易于設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、輸出紋波電壓小、頻率特性好、線性度高等優(yōu)點(diǎn)。
二、電壓模式控制PWM
電壓模式控制PWM(VOLTAGE-MODE CONTROL PWM)是通過(guò)輸出電壓與基準(zhǔn)信號(hào)的差值進(jìn)行閉環(huán)反饋,調(diào)節(jié)主電路開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通脈沖寬度。具體來(lái)說(shuō),輸出電壓VOUT與基準(zhǔn)信號(hào)VREF的差值經(jīng)過(guò)運(yùn)放(E/A)放大得到的誤差電壓信號(hào)VE送至PWM比較器,與振蕩電路產(chǎn)生的固定三角波狀電壓斜波進(jìn)行比較,從而得到PWM脈沖的關(guān)斷時(shí)刻。這種方法簡(jiǎn)單直接,但響應(yīng)速度可能受到回路增益及誤差放大器的影響。
三、電流模式控制PWM
電流模式控制PWM不是直接用電壓誤差信號(hào)控制PWM脈沖寬度,而是直接控制峰值輸出側(cè)的電感電流大小,然后間接地控制PWM脈沖寬度。這種方法包括峰值電流模式控制和平均電流模式控制。峰值電流模式控制是一種固定時(shí)鐘開(kāi)啟、峰值電流關(guān)斷的控制方法,易于實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù),但可能在負(fù)載或電壓突然變化時(shí)發(fā)生振蕩。平均電流模式控制則通過(guò)檢測(cè)并控制電感電流的平均值來(lái)穩(wěn)定輸出電壓,具有更好的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。
四、隨機(jī)PWM
隨機(jī)PWM是一種在基本PWM控制的基礎(chǔ)上引入隨機(jī)性因素的控制方法。通過(guò)在開(kāi)關(guān)周期或脈沖寬度中引入隨機(jī)變化,可以減少開(kāi)關(guān)電源的電磁干擾(EMI)問(wèn)題。這種方法可以提高開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性(EMC),但可能會(huì)增加輸出電壓的紋波和噪聲。
五、混合PWM控制
混合PWM控制是將多種PWM控制方法結(jié)合使用的控制方式。例如,PWM/PFM混合調(diào)制方式結(jié)合了PWM和PFM(脈頻調(diào)制)的優(yōu)點(diǎn),在輕載時(shí)以PFM調(diào)制方式工作,減少開(kāi)關(guān)次數(shù)以提高效率;在重載時(shí)以PWM調(diào)制方式工作,確保輸出電壓的穩(wěn)定性和紋波性能。這種控制方式需要根據(jù)負(fù)載電流的大小變化來(lái)設(shè)計(jì)合理的自動(dòng)切換電路。
總結(jié)
PWM控制方法通過(guò)改變脈沖信號(hào)的占空比來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓或電流,具有多種實(shí)現(xiàn)方式和應(yīng)用場(chǎng)景。不同的PWM控制方法各有優(yōu)缺點(diǎn),在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)具體需求選擇合適的控制策略。隨著電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新,新的PWM控制方法不斷涌現(xiàn),為開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了更多可能性。
責(zé)任編輯:David
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