什么时候应该使用 PWM 控制器?
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PWM 是一种可应用于多种电源拓扑的控制方法。并且因为无论拓扑如何,电源都被用于无穷无尽的应用中,因此它们享有无处不在的声誉;PWM 用于各种应用。
PWM 是脉宽调制的简称。脉冲宽度调制是一种模拟控制方式,根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置,来实现晶体管或MOS管导通时间的改变,从而实现开关稳压电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定,是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。
在开关模式电源的背景下,PWM 是用于调节输出(例如输出电压)并抑制从输入电压到系统的变化的方案。该系统概念描述了开关模式电源。输入和输出可以是直流、正弦 (AC) 或什至其他一些周期性波形。
考虑两个非常流行的 PWM 控制器系列,UC3842/UC3843/UC3844/UC3845 (UCx84x) 和UC1525A/UC2525A/UC3525A/ UC3846 (UCx525A)。图 1 和图 2 分别显示了这些系列的框图。
图 1:UCx84x 框图
图 2:UCx525A 框图
两幅图都强调了一种常见的 PWM 控制方法,其中与固定频率斜坡相比,误差信号会产生一个 PWM 输出,该输出驱动开关模式电源拓扑中的开关。误差信号可以控制电流、电压、电流和电压,或最终应用中的一些其他重要属性。拓扑可以涉及单个开关,如降压、升压、反激或正激拓扑;UCx84x 是一种很好的 PWM 控制器,可以考虑用于这些类型的拓扑。考虑将 Ucx525A 用于具有两个以上开关的拓扑(不包括同步整流),例如 Fly-Buck™ 转换器、有源钳位正向、推挽或半桥。有时,需要一个 MOSFET 栅极驱动器来驱动 MOSFET。这两个 PWM 系列是非常基本的控制器,
PWM 的应用包括焊接、电器、电机驱动、个人电子产品、逆变器、电动汽车、不间断电源、太阳能、音频放大器和汽车加热器。通常,在使用开关模式电源并且我们不需要更高级拓扑的复杂性的情况下,可以考虑使用简单的通用 PWM 控制器。
在许多应用中使用我们最喜欢的 PWM 控制器可以缩短开发时间,同时我们可以利用一套经过验证的设计来建立电源设计的信心。使用 PWM 的最后一个优势是它可以在多种设计中使用,让我们的采购团队对大批量采购的组件感到兴奋。
用于制造通用 PWM 控制器的工艺技术从双极技术改进为当前的 Bi-CMOS 技术可以改进关键设计参数。UC284X/UC384X 和 UCC28C4X/UCC38C4X 之间的快速比较详细介绍了由于控制器架构上的工艺变化而改进的细节:50 kHz 时的电源电流从 11 mA 降低到 2.3 mA,上升/下降时间从 50 ns至 25 ns,参考电压精度为 ±2 % 至 ±1 %。甚至工作频率也从 500 kHz 增加到 > 1 MHx,仅举几个需要改进的地方。