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
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(jiǎn)樸，出產(chǎn)a益簡(jiǎn)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(jiǎn)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。
例如在MOS管VT導(dǎo)通期間(tON，加在變壓器低級(jí)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(jí)繞組N。兩真?zhèn)€電壓U＝u-
UcE。T的次級(jí)繞組NS上感應(yīng)的電壓(Ns/Np)U１對(duì)于整流碳化硅二極管VD來說為反向電壓，因此，次級(jí)繞組中無電流。低級(jí)饒組電流為變壓器的勵(lì)磁電流，設(shè)低級(jí)繞組的電感為L(zhǎng)、導(dǎo)通時(shí)間為L(zhǎng)，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(jí)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(chǎng)效應(yīng)管訊速截止UT從導(dǎo)通到截止瞬間，磁場(chǎng)的大小和方向都不變，保持安匝數(shù)相同，因此變壓器次級(jí)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(jí)繞組電壓U：=%-U。。若次級(jí)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(jí)繞組存儲(chǔ)的能量耦合到次級(jí)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(jí)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(jí)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。
在VT導(dǎo)通期間(oN)，變壓器T的低級(jí)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(jí)繞組開釋供應(yīng)輸出負(fù)載，此時(shí)低級(jí)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
在tOFF期間，初級(jí)繞組側(cè)無電流．ton期間壓器T中蓄積的能量通過次級(jí)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(jí)側(cè)的能量全部傳遞給次級(jí)側(cè)，則有
式中，Ns為次級(jí)繞組匝數(shù)；Is為繞組電流：
電L。與Lp比與繞組匝數(shù)的平方呈正比，即
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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