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PWM控制電路-PWM控制芯片電路工作原理詳解-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2017-05-10 

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開關(guān)電源常用的控制方式有脈沖寬度調(diào)耐(PWM、脈沖頻率調(diào)制(PFM)和混合調(diào)制三種。目前大多數(shù)開關(guān)電源都采用了PWM控制。在髏開關(guān)電源中.如開關(guān)MOS管老是周期性地通/斷,PWM控制電路只是改變每個(gè)周期的脈沖寬度而已。跟著半導(dǎo)體技術(shù)的高速發(fā)展,開關(guān)電源控制電路的集成化水甲不斷進(jìn)步,外接電路越來越簡樸,出產(chǎn)a益簡化,成今日益降低.出產(chǎn)控制驅(qū)動(dòng)芯片的廠家日益增多.其種類也日益多樣化.本章將先容幾種常用的PWM集成控制芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其典型應(yīng)用電路:自激式PWM控制電路

1、PWM控制電路工作原理

自漸式PWM控制電路具有電路結(jié)構(gòu)簡樸、使用元器件少、本錢低等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于50w以下的開關(guān)電源中。自激式PWM控制電路的工作原理如圖7-l所示。

PWM控制電路

例如在MOS管VT導(dǎo)通期間(tON,加在變壓器低級繞組Np兩真?zhèn)€電壓為U,同時(shí)變壓器T的反饋繞組ND上感應(yīng)出電壓U,該電壓為正反饋電壓,加到VT基極上并使其進(jìn)一步加速導(dǎo)通,這時(shí)開關(guān)變壓器T的低級繞組N。兩真?zhèn)€電壓U=u-

UcE。T的次級繞組NS上感應(yīng)的電壓(Ns/Np)U1對于整流碳化硅二極管VD來說為反向電壓,因此,次級繞組中無電流。低級饒組電流為變壓器的勵(lì)磁電流,設(shè)低級繞組的電感為L、導(dǎo)通時(shí)間為L,則該勵(lì)磁電流為ut/Lr,,并隨時(shí)間成比例增大。VT的電流增大,若其基極電流不能使其保持飽和狀態(tài),則VT脫離飽和而UcE隨之增大。因?yàn)閁CE增加,所以變壓器低級繞組的電壓下降,基極電壓UB隨之下降,UCE進(jìn)一步增加。因?yàn)檎答佔(zhàn)饔?,?dǎo)致開關(guān)晶體場效應(yīng)管訊速截止UT從導(dǎo)通到截止瞬間,磁場的大小和方向都不變,保持安匝數(shù)相同,因此變壓器次級繞組的感應(yīng)電壓為上正下負(fù),二極管VD跨導(dǎo)通。這時(shí),若輸出電壓為Uo,整流二極管的壓降為UD,則變壓器次級繞組電壓U:=%-U。。若次級繞組的電感為k,則流經(jīng)二VD的電流,。的波形如圖7-2所示。電流ID的下降速率為U:,/Ls.變壓器低級繞組存儲(chǔ)的能量耦合到次級繞組,供應(yīng)輸出端負(fù)載。經(jīng)由某一時(shí)間tOFF后,若變壓器低級繞組中儲(chǔ)存的能量都轉(zhuǎn)移到輸出側(cè),則二極管VD截止,變壓器各繞組的電壓瞬間為零。但啟動(dòng)繞組R。中的部門電流為VT的基極電流,VT重新導(dǎo)通,有集電極電流流過,并構(gòu)成正反饋,VT再次迅速導(dǎo)通,進(jìn)入F工作周期,電路就持續(xù)工作在自激振蕩狀態(tài)。

輸入電源U,一路通過開關(guān)變壓器T的低級繞組連接到開關(guān)晶體管,VT的集電檄,另一路通過啟動(dòng)電阻R加到wr的基極。接通輸入電源U后,通過啟動(dòng)電阻R的電流I(啟動(dòng)電流)流經(jīng)VT的基及,VT導(dǎo)通,其集電極電流IP必定由零開始逐漸增加。

PWM控制電路

在VT導(dǎo)通期間(oN),變壓器T的低級繞組從輸入側(cè)蓄積能量;在VT截止期間(tOFF),變壓器T蓄積的能量通過次級繞組開釋供應(yīng)輸出負(fù)載,此時(shí)低級繞組處于無電流暢通流暢的間歇工作方式。

在tON期間VT導(dǎo)的能量為


PWM控制電路

在tOFF期間,初級繞組側(cè)無電流.ton期間壓器T中蓄積的能量通過次級繞組Ls釋放。從ton轉(zhuǎn)換到fOFF瞬間,初次綴繞組安匝數(shù)相等,因此,若變壓器初級側(cè)的能量全部傳遞給次級側(cè),則有

PWM控制電路

式中,Ns為次級繞組匝數(shù);Is為繞組電流:

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電L。與Lp比與繞組匝數(shù)的平方呈正比,即

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振蕩頻率為f,則每秒提供的功率P=EF設(shè)變壓器效率為'7,輸出電壓和電流分別為Uc,和,.,,則輸出功率Pn為

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