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PWM控制电路-PWM控制芯片电路工作原理详解-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2017-05-10 

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开关电源常用的控制方式有脉冲宽度调耐(PWM、脉冲频率调制(PFM)和混合调制三种。目前大多数开关电源都采用了PWM控制。在髅开关电源中.如开关MOS管老是周期性地通/断,PWM控制电路只是改变每个周期的脉冲宽度而已。跟着半导体技术的高速发展,开关电源控制电路的集成化水甲不断进步,外接电路越来越简朴,出产a益简化,成今日益降低.出产控制驱动芯片的厂家日益增多.其种类也日益多样化.本章将先容几种常用的PWM集成控制芯片的内部结构及其典型应用电路:自激式PWM控制电路

1、PWM控制电路工作原理

自渐式PWM控制电路具有电路结构简朴、使用元器件少、本钱低等特点,广泛应用于50w以下的开关电源中。自激式PWM控制电路的工作原理如图7-l所示。

PWM控制电路

例如在MOS管VT导通期间(tON,加在变压器低级绕组Np两真个电压为U,同时变压器T的反馈绕组ND上感应出电压U,该电压为正反馈电压,加到VT基极上并使其进一步加速导通,这时开关变压器T的低级绕组N。两真个电压U=u-

UcE。T的次级绕组NS上感应的电压(Ns/Np)U1对于整流碳化硅二极管VD来说为反向电压,因此,次级绕组中无电流。低级饶组电流为变压器的励磁电流,设低级绕组的电感为L、导通时间为L,则该励磁电流为ut/Lr,,并随时间成比例增大。VT的电流增大,若其基极电流不能使其保持饱和状态,则VT脱离饱和而UcE随之增大。因为UCE增加,所以变压器低级绕组的电压下降,基极电压UB随之下降,UCE进一步增加。因为正反馈作用,导致开关晶体场效应管讯速截止UT从导通到截止瞬间,磁场的大小和方向都不变,保持安匝数相同,因此变压器次级绕组的感应电压为上正下负,二极管VD跨导通。这时,若输出电压为Uo,整流二极管的压降为UD,则变压器次级绕组电压U:=%-U。。若次级绕组的电感为k,则流经二VD的电流,。的波形如图7-2所示。电流ID的下降速率为U:,/Ls.变压器低级绕组存储的能量耦合到次级绕组,供应输出端负载。经由某一时间tOFF后,若变压器低级绕组中储存的能量都转移到输出侧,则二极管VD截止,变压器各绕组的电压瞬间为零。但启动绕组R。中的部门电流为VT的基极电流,VT重新导通,有集电极电流流过,并构成正反馈,VT再次迅速导通,进入F工作周期,电路就持续工作在自激振荡状态。

输入电源U,一路通过开关变压器T的低级绕组连接到开关晶体管,VT的集电檄,另一路通过启动电阻R加到wr的基极。接通输入电源U后,通过启动电阻R的电流I(启动电流)流经VT的基及,VT导通,其集电极电流IP必定由零开始逐渐增加。

PWM控制电路

在VT导通期间(oN),变压器T的低级绕组从输入侧蓄积能量;在VT截止期间(tOFF),变压器T蓄积的能量通过次级绕组开释供应输出负载,此时低级绕组处于无电流畅通流畅的间歇工作方式。

在tON期间VT导的能量为


PWM控制电路

在tOFF期间,初级绕组侧无电流.ton期间压器T中蓄积的能量通过次级绕组Ls释放。从ton转换到fOFF瞬间,初次缀绕组安匝数相等,因此,若变压器初级侧的能量全部传递给次级侧,则有

PWM控制电路

式中,Ns为次级绕组匝数;Is为绕组电流:

PWM控制电路

电L。与Lp比与绕组匝数的平方呈正比,即

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振荡频率为f,则每秒提供的功率P=EF设变压器效率为'7,输出电压和电流分别为Uc,和,.,,则输出功率Pn为

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