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(huì)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(shí)現(xiàn)晶體管或MOS管導(dǎo)通時(shí)間的改變，從而實(shí)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(shí)保持恒定，是利用微處理器的數(shù)字信號(hào)對(duì)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(duì)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(cè)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(shí)間;而脈沖頻率調(diào)制(脈沖頻率調(diào)制)模式不會(huì)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(shí)間。兩種調(diào)制方式都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

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(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)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(shí)間控制和定開通時(shí)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(shí)，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(shí)，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(shí)間控制

電路的工作原理由固定的接通時(shí)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(shí)，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(shí)間過去后，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器自動(dòng)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(gè)工作周期。

(3)定管斷時(shí)間控制

恒定管截止時(shí)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(shí)，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(shí)間后，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器自動(dòng)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(duì)簡(jiǎn)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(jì)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(jià)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(shí)鐘脈沖到達(dá)時(shí)，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(hào)從零開始線性增加。當(dāng)鋸齒波的電壓上升到最大值時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出為低電平。同時(shí)，鋸齒波的電壓繼續(xù)線性增加，直到下一個(gè)時(shí)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(shí)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(hào)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。