PWM-Grundlagen für Schaltnetzteile
Das grundlegende Funktionsprinzip von PWM-Schaltspannungsreglern oder Stromreglern für Stromversorgungen besteht darin, dass bei Änderungen der Eingangsspannung, Änderungen interner Parameter oder Änderungen der externen Last die Steuerschaltung durch die Differenz zwischen dem Steuersignal und dem Referenzsignal eine Rückkopplung im geschlossenen Regelkreis erzeugt und die Breite des Leitungsimpulses des Hauptschaltgeräts anpasst, sodass die Ausgangsspannung oder der Ausgangsstrom der Schaltstromversorgung die Stabilität des Steuersignals gewährleistet.
Schaltnetzteil PWM Grundprinzip
Die Schaltfrequenz von PWM ist im Allgemeinen konstant und die Steuerabtastsignale sind: Ausgangsspannung, Eingangsspannung, Ausgangsstrom, Ausgangsinduktorspannung und Spitzenstrom des Schaltgeräts. Mit diesen Signalen kann ein ein-, zwei- oder mehrschleifiges Rückkopplungssystem aufgebaut werden, um Spannung, Strom und konstante Leistung zu regeln und gleichzeitig einige Funktionen wie Überstromschutz, Anti-Bias, Stromausgleich und andere zu erreichen. Derzeit gibt es fünf Haupt-PWM-Rückkopplungssteuerungsmodi.
Schaltnetzteil PWM Rückkopplungssteuerungsmodus
Allgemein kann die Hauptvorwärtsschaltung verwendet werden, um den in Abbildung 1 gezeigten Abwärtswandler zu vereinfachen. Ug bezeichnet die Steuerschaltung des PWM-Ausgangsantriebssignals. Je nach Wahl des unterschiedlichen PWM-Rückkopplungssteuerungsmodus kann die Schaltung der Eingangsspannung Uin, der Ausgangsspannung Uout, des Schaltgerätestroms (angeführt von Punkt b) und des Induktorstroms (angeführt von Punkt c oder Punkt d) als Abtaststeuersignal verwendet werden. Wenn die Ausgangsspannung Uout als Steuerabtastsignal verwendet wird, wird sie normalerweise von der in Abbildung 2 gezeigten Schaltung verarbeitet, um das Spannungssignal Ue zu erhalten, das dann verarbeitet oder direkt an den PWM-Controller weitergeleitet wird. Die Rolle des Spannungsoperationsverstärkers (e/a) in Abbildung 2 ist dreifach: (1) Verstärkung und Rückkopplung der Differenz zwischen der Ausgangsspannung und der gegebenen Spannung Uref, um die Genauigkeit der Spannungsregelung im stationären Zustand sicherzustellen. Die Gleichstromverstärkung des Operationsverstärkers ist theoretisch unendlich, was tatsächlich der Verstärkungsverstärkung des Operationsverstärkers im offenen Regelkreis entspricht. Das Gleichspannungssignal mit breitbandigem Schaltrauschen am Ausgang des Hauptschaltkreises wird in ein relativ „sauberes“ Gleichstrom-Rückkopplungssteuersignal (Ue) mit einer bestimmten Amplitude umgewandelt, d. h. die Gleichstrom-Niederfrequenzkomponenten werden beibehalten und die Wechselstrom-Hochfrequenzkomponenten gedämpft. Da das Schaltrauschen mit höherer Frequenz und Amplitude die Dämpfung des Hochfrequenz-Schaltrauschens nicht ausreicht, ist die stationäre Rückkopplung nicht stabil; ist die Dämpfung des Hochfrequenz-Schaltrauschens zu groß, ist die dynamische Reaktion langsamer. Obwohl dies widersprüchlich ist, lautet das grundlegende Konstruktionsprinzip des Spannungsfehler-Operationsverstärkers immer noch: „Die Niederfrequenzverstärkung sollte hoch und die Hochfrequenzverstärkung niedrig sein.“ Das gesamte geschlossene Regelsystem wird korrigiert, damit das geschlossene Regelsystem stabil arbeitet.
Schaltnetzteil PWM Eigenschaften
1) Unterschiedliche PWM-Rückkopplungssteuerungsmodi haben ihre eigenen Vor- und Nachteile. Bei der Auswahl des Schaltnetzteils sollte die Wahl des geeigneten PWM-Steuerungsmodus auf den spezifischen Umständen basieren.
2) Bei der Auswahl der verschiedenen Steuerungsmodi der PWM-Rückkopplungsmethode müssen die spezifischen Eingangs- und Ausgangsspannungsanforderungen des Schaltnetzteils, die Hauptschaltungstopologie und Geräteauswahl, die Ausgangsspannung, die Größe des Hochfrequenzrauschens und der Arbeitszyklus-Änderungsbereich berücksichtigt werden.
3) Der PWM-Steuerungsmodus ist die Entwicklung von Änderungen, ist miteinander verbunden und kann unter bestimmten Bedingungen ineinander umgewandelt werden.
