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[导读]脉冲宽度调制(PWM)是英文“Pulse Width Modulation”的缩写,简称脉宽调制。 开关电源利用输入电压的变化,使输出电压的脉冲宽度发生变化的调制方式,称为脉冲宽度调制方式,简称脉宽式,英文简示PWM。PWM控制的优点:中等负载条件下可实现良好的效率;开关频率由PWM斜坡信号频率设定。

脉冲宽度调制(PWM)是英文“Pulse Width Modulation”的缩写,简称脉宽调制。

开关电源利用输入电压的变化,使输出电压的脉冲宽度发生变化的调制方式,称为脉冲宽度调制方式,简称脉宽式,英文简示PWM。PWM控制的优点:中等负载条件下可实现良好的效率;开关频率由PWM斜坡信号频率设定。

随着电子技术的发展,出现了多种PWM技术,其中包括:相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等,而在镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法,它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形,通过改变脉冲列的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。

PWM开关电源原理:

PWM开关电源顾名思义,它是一种固定开关周期,变化Ton来改变占空比的调制方式。 PWM方式,可称之为定频调宽,即开关频率保持恒定,而通过改变在每一个周期内的驱动信号的占空比来达到调制的目的,这是最常用的一种调制方式。当输出电压发生变化时,通过环路的控制,便会使驱动信号的占空比发生改变,从而维持输出电压的恒定。

作为最常用的调制方式,PWM方式有以下优点:控制电路简单,易于设计与实现,输出纹波电压小,频率特性好,线性度高,并且在重负载的情况下有比较高的效率。PWM是从处理器到被控系统信号都是数字形式的,再进行数模转换。可将噪声影响降到最低。其缺点是随着负载的变轻,其效率也下降,尤其是轻负载的情况下,其效率很低。PWM 由于误差放大器的影响,回路增益及响应速度会受到限制。

开关电源的工作过程相当容易理解。在线性电源中,让功率晶体管工作在线性模式,与线性电源不同的是,PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和判断状态。在这两种状态中,加在功率晶体管上的伏-安乘积总是很小的(在导通时,电压低,电流大;关断时,电压高,电流小)。功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所有产生的损耗。

与线性电源相比,PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”,即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。一旦输入电压被斩成交流方波,基幅值就可以通过变压器来升高或降低。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压组数。最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。

通常选用PWM芯片有以下几点原则:

1.芯片的最大输出频率: 基于PWM的频率及电源的输出功率, 输入电压等选择磁芯及电感量。因此PWM的输出频率范围很重要,

2. 输出信号的驱动功率,当然你也可以用外围电路增大驱动功率。

3. 通常基于成本考虑芯片及电路的架构。

3、将HVDC(高压直流)信号经过起动电阻(内置MOSFET的一般将HVDC直接加到芯片上),给芯片VCC电容充电,当充电电压达到芯片的启动电压时,芯片工作,并输出脉冲驱动MOSFET,此时变压器初级会产生一个上正下负的感应电压,VCC绕组和次级都将感应到此电压,但由于其二极管均反向偏值,所以均无输出(对于反激),由于VCC绕组无信号加至芯片VCC引脚上,所以芯片会停止工作,此时变压器初级会产生一个下正上负的感应电压,VCC绕组和次级感应到此电压,整流二极管正向偏值导通,次级得到输出同时给输出电容充电,VCC绕组经过整流加至芯片上,使芯片又开始工作,就这样一个周而复始的过程。

4、PWM是脉宽调制(PULSE WIDTH MODULATION)的简称,是开关电源的一种形式。PWM的控制需看你用何种集成电路。开关电源的集成电路有很多种,如TOP221,TL494,UC3842,UC3846,UC3875,SG3525等。开关电源又分反激式开关电源和正激式开关电源。它一般由集成电路的某个引脚,通过外部信号反馈来控制。

PWM的优缺点

PWM在小负载情况下的效率较低。

PFM可支持的输出电流小,电感的电流是线性上升的,如果Ton是固定的,那么,每个周期电感上的峰值电流也是固定的。

PWM纹波电压小,且开关频率固定,所以噪声滤波器设计比较容易,消除噪声也较简单。

PWM调制方式占主流。


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