各種PWM控制方法的原理總結


原標題:各種PWM控制方法的原理總結
PWM(脈沖寬度調制)控制方法是開關電源中常用的一種調制方式,其原理是通過改變脈沖信號的占空比(即脈沖寬度與周期的比值)來調節輸出電壓或電流。以下是幾種常見的PWM控制方法的原理總結:
一、基本PWM控制
基本PWM控制的原理是在固定開關頻率下,通過改變脈沖寬度來調節占空比,從而控制輸出電壓。當輸出電壓升高時,控制芯片通過電壓電流采樣比較,調節輸出脈沖信號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,當輸出電壓降低時,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單、易于設計與實現、輸出紋波電壓小、頻率特性好、線性度高等優點。
二、電壓模式控制PWM
電壓模式控制PWM(VOLTAGE-MODE CONTROL PWM)是通過輸出電壓與基準信號的差值進行閉環反饋,調節主電路開關器件的導通脈沖寬度。具體來說,輸出電壓VOUT與基準信號VREF的差值經過運放(E/A)放大得到的誤差電壓信號VE送至PWM比較器,與振蕩電路產生的固定三角波狀電壓斜波進行比較,從而得到PWM脈沖的關斷時刻。這種方法簡單直接,但響應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控制PWM脈沖寬度,而是直接控制峰值輸出側的電感電流大小,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鐘開啟、峰值電流關斷的控制方法,易于實現快速限流保護,但可能在負載或電壓突然變化時發生振蕩。平均電流模式控制則通過檢測并控制電感電流的平均值來穩定輸出電壓,具有更好的穩定性和動態響應性能。
四、隨機PWM
隨機PWM是一種在基本PWM控制的基礎上引入隨機性因素的控制方法。通過在開關周期或脈沖寬度中引入隨機變化,可以減少開關電源的電磁干擾(EMI)問題。這種方法可以提高開關電源的電磁兼容性(EMC),但可能會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控制方法結合使用的控制方式。例如,PWM/PFM混合調制方式結合了PWM和PFM(脈頻調制)的優點,在輕載時以PFM調制方式工作,減少開關次數以提高效率;在重載時以PWM調制方式工作,確保輸出電壓的穩定性和紋波性能。這種控制方式需要根據負載電流的大小變化來設計合理的自動切換電路。
總結
PWM控制方法通過改變脈沖信號的占空比來調節輸出電壓或電流,具有多種實現方式和應用場景。不同的PWM控制方法各有優缺點,在實際應用中需要根據具體需求選擇合適的控制策略。隨著電子技術的發展和創新,新的PWM控制方法不斷涌現,為開關電源的設計和優化提供了更多可能性。
責任編輯:David
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