關(guān)于數(shù)字電源的調(diào)制方式中的脈沖寬度調(diào)制解析
在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天,各種各樣的高科技出現(xiàn)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(diào)制嗎?
脈沖寬度調(diào)制是一種模擬控制方式,根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來調(diào)制晶體管基極或MOS管柵極的偏置,來實現(xiàn)晶體管或MOS管導(dǎo)通時間的改變,從而實現(xiàn)開關(guān)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(shù)字信號對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。脈沖寬度調(diào)制是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù),廣泛應(yīng)用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。
在不改變頻率的情況下進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制(稱為脈沖寬度調(diào)制),通過調(diào)節(jié)脈沖的占空比來調(diào)節(jié)功率管的開關(guān)時間;而脈沖頻率調(diào)制(脈沖頻率調(diào)制)模式不會改變脈沖占空比。在比較的情況下,通過調(diào)節(jié)脈沖頻率來控制開口管的打開時間。兩種調(diào)制方式都有其優(yōu)點和缺點。
脈寬調(diào)制方式,開關(guān)頻率恒定,通過調(diào)節(jié)導(dǎo)通脈沖寬度來改變占空比,從而實現(xiàn)對電能的控制,稱為“固定頻率寬度調(diào)制”;脈沖頻率調(diào)制方法,其脈沖寬度是恒定的,可以通過調(diào)節(jié)開關(guān)頻率改變開關(guān)比來實現(xiàn)電能的控制,這稱為“固定寬度頻率調(diào)制”。 PWM的調(diào)制方法可分為兩類:固定頻率調(diào)制和頻率調(diào)制。其中,頻率調(diào)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(guān)打開,輸出電壓上升。 當(dāng)電壓上升到最大值時,施密特觸發(fā)器輸出反轉(zhuǎn),并且輸出為低電平。 當(dāng)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(zhuǎn),輸出電平,開關(guān)管導(dǎo)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(guān)管截止,輸出電壓下降。 當(dāng)電壓下降到最小值時,施密特觸發(fā)器輸出再次翻轉(zhuǎn)并且輸出為高電平,則開關(guān)管接通。 時間過去后,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器自動翻轉(zhuǎn)到穩(wěn)態(tài),輸出低電平,開關(guān)管關(guān)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(guān)管導(dǎo)通,輸出電壓上升。 當(dāng)電壓上升到最大值時,比較器翻轉(zhuǎn)并輸出低電平。 觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進(jìn)入瞬態(tài),輸出低電平,開關(guān)管關(guān)閉; 經(jīng)過一段時間后,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器自動翻轉(zhuǎn)為穩(wěn)定狀態(tài),輸出高電平,開關(guān)管打開,然后重復(fù)運(yùn)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(dāng)前使用最廣泛的控制方法。該控制方法得到廣泛應(yīng)用的主要原因是:1)變壓器和濾波器的設(shè)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(chǎn)生誤差電壓。當(dāng)時鐘脈沖到達(dá)時,鋸齒波復(fù)位,比較器輸出高電平,開關(guān)接通,鋸齒波的斜坡信號從零開始線性增加。當(dāng)鋸齒波的電壓上升到最大值時,比較器翻轉(zhuǎn),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(dá),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(shè)置開關(guān)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(jìn)行比較(鋸齒波)。
以上就是脈沖寬度調(diào)制的一些值得大家學(xué)習(xí)的詳細(xì)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。