DC-DC電源開關穩(wěn)壓器中應用于PWM信號形成的電壓和工作電流狀態(tài)控制
發(fā)布時間：2020-04-26 11:43:31 瀏覽：2302
電源開關式DC-DC電壓轉換器有兩個構成部分：控制器和電功率級。電功率級帶有電子開關，并將輸入電壓轉換成為所需的輸出電壓。控制器監(jiān)測電源開關操作方法，以控制輸出電壓。這兩個構成部分借助信息反饋控制回路相互連接，將實際輸入電壓與所需輸出電壓相對比較，能夠得到誤差值電壓。
控制器是開關電源穩(wěn)定性和精確度的核心，大部分大多數(shù)設計構思都應用脈沖寬度調(diào)制(PWM)技術應用實現(xiàn)控制。形成PWM信號有兩個具體步驟：電壓狀態(tài)控制和工作電流狀態(tài)控制。電壓狀態(tài)控制法首先出現(xiàn)，但有缺點與不足，如對電機負載發(fā)生變化反應慢、控制回路增益值隨輸入電壓發(fā)生變化，這迫使技術工程師們開發(fā)設計出一種代替方法——工作電流狀態(tài)法。
電壓狀態(tài)控制
產(chǎn)品設計師設計構思開關電源時既能夠 選用分立元件實現(xiàn)搭建，還可以應用獨立性控制器和電功率元器件或應用將這兩元器件統(tǒng)一到單獨的芯片中的開關電源來搭建。
但不管選用哪種設計構思技術應用，大部分都要選用固定工作頻率PWM技術應用來實現(xiàn)電壓控制。在電壓狀態(tài)控制型穩(wěn)壓器中，借助將控制電壓(VC)提升到電壓比較器一個輸入，隨后將由時種形成的固定工作頻率鋸齒狀電壓（Vramp，或“PWMramp”）提升到電壓比較器的另一個輸入來形成PWM信號。
PWM信號的占空比與控制電壓正相關，并取決于電子開關的通斷時間段的百分比，所以調(diào)轉過來計算也取決于輸出電壓，控制電壓來源于實際輸出電壓和所需要輸出電壓之差。
工作電流狀態(tài)控制
在上世紀80年代初期，技術工程師們?yōu)殡娫撮_關電壓穩(wěn)壓器科研開發(fā)一種代替技術應用，戰(zhàn)勝了電壓狀態(tài)控制法的欠缺。將之稱為工作電流狀態(tài)控制，這類技術應用來源于PWM斜坡，借助提升第二個控制回路來保證電感器工作電流信息反饋。這類信息反饋信號由兩個部分組合而成：AC紋波工作電流和DC工作電流或電感工作電流的均值。該信息反饋信號的放大結構類型被傳送到PWM電壓比較器的一個輸入，而誤差值電壓則構成其另一個輸入。與電壓狀態(tài)控制措施一樣，系統(tǒng)時鐘取決于PWM信號工作頻率。
電流形式操縱化解工作電壓形式操縱反應慢的難題，因為電感器電流伴隨著輸入和輸出電壓差所取決的斜率而增強，從而為此能立刻反應配電線路或載荷工作電壓轉變。另一個競爭優(yōu)勢是，電流形式控制法解決了工作電壓形式控制法中輸入工作電壓缺陷造成的控制回路增益值差異性。
與此同時，因為在電流形式控制回路中，誤差值電壓比較器操縱輸出電流而不是工作電壓，為此輸出電感器對電源電路反應的干擾便會降至最低，且更加容易進行彌補。相比較工作電壓形式操縱元器件，這類電源電路也具較高的增益值帶寬。
工作電壓形式起死回生
工作電壓形式操縱穩(wěn)壓器并都沒有消退。之所以會如此，是由于這些元器件很早以前各代企業(yè)產(chǎn)品的缺陷早已根據(jù)應用領域一種稱為工作電壓前饋控制的技術應用解決了。
工作電壓前饋控制是根據(jù)調(diào)整工作電壓與輸入工作電壓成正比的PWM斜坡波形的斜率來建立的。如此給出了一種相同的調(diào)整型占空比調(diào)制，且獨立性于信息反饋控制回路。
這類技術應用改進了對配電線路和載荷瞬變的電源電路反應，與此同時解決了對普遍存在輸入濾波器的敏感度。工作電壓前饋控制與此同時平穩(wěn)了控制回路增益值，以便其不會再隨輸入工作電壓轉變。稍有缺陷的是，某種意義上提升了電源電路多元性，因為必須要一個傳感器測試輸入工作電壓。
技術應用的選擇
大部分所有的電源開關穩(wěn)壓器均選用PWM控制技術來建立電子開關。PWM信號既能夠 從與運作在時鐘頻率下的鋸齒波形緊密結合的操縱工作電壓形成，還可以根據(jù)提升第二個控制回路將電流操縱形式的電感電流饋回的方式來形成。根據(jù)選用象用以工作電壓操縱設計的工作電壓前饋控制和用以電流形式設備的斜率彌補之類技術應用，現(xiàn)代化元器件早已充分克服了原來設計的主要不足。
針對給出的輸出是高電流或較高電壓，必須要在指定頻率具有最快的動態(tài)性反應，輸入工作電壓轉變受到限制，及其元器件成本費用和數(shù)目必須要降至最低的應用領域，強烈推薦應用領域電流形式操縱元器件。
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