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開關電源是通過控制開關管開通和關斷的時間比率,維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC和MOSFET構成。其主要4種調(diào)制方式是:脈沖寬度調(diào)制式(PWM),脈沖頻率調(diào)制式(PFM),脈沖密度調(diào)制式(脈沖密度調(diào)制式),混合調(diào)制式(PWM+PFM)
⑴脈沖寬度調(diào)制式,簡稱PWM,即脈寬調(diào)制。其特點式開關周期為恒定值,通過調(diào)節(jié)脈沖寬度來改變占空比,實現(xiàn)穩(wěn)壓目的。其核心式PWM控制器。脈寬調(diào)制式開關電源的應用最為普遍,其占空比調(diào)節(jié)范圍大,PWM還可以和主系統(tǒng)的時鐘保持同步。
⑵脈沖頻率調(diào)制式,簡稱PFM,即脈頻調(diào)制。其特點是脈沖寬度為恒定值,通過調(diào)節(jié)開關頻率來改變占空比,實現(xiàn)穩(wěn)壓目的。其核心是PFM控制器。脈頻調(diào)制式開關電源特別適合于便攜設備,它能在低占空比、低頻的條件下,降低控制芯片的靜態(tài)電流。
⑶脈沖密度調(diào)制式,簡稱PDM,即脈密調(diào)制。其特點是脈沖寬度為恒定值,通過調(diào)節(jié)脈沖數(shù)實現(xiàn)穩(wěn)壓目的。它采用零電壓技術,能顯著降低功率開關管的損耗。
⑷混合調(diào)制式。它是⑴、⑵兩種方式的組合。開關周期和脈沖寬度都不固定,均可調(diào)節(jié)。它包含了PWM控制器和PFM控制器。
從以上4種調(diào)制方式了解,開關電源的調(diào)制方式有兩大類:調(diào)寬與調(diào)頻。調(diào)寬就是調(diào)節(jié)占空比(能量傳輸時間與波形周期的比Ton/T)來調(diào)節(jié)輸出電壓(能量),多數(shù)傳統(tǒng)的硬開關用的是這種方法,少部分軟開關也是用調(diào)寬的方式(如移相全橋)。調(diào)頻就是通過改變電路的工作頻率從而改變電路里無源器件動態(tài)阻抗的方法來調(diào)節(jié)負載與無緣器件的分壓比來實現(xiàn)調(diào)壓(能量)。這種多用于軟開關的開關電源。四種工作方式統(tǒng)稱為“時間比率控制”(簡稱TRC)方式,其中以PWM控制器應用最廣。需要指出的是,PWM控制器既可作為一片獨立的集成電路使用,亦可被集成在開關穩(wěn)壓器中或單片開關電源中。其中,開關穩(wěn)壓器屬于DC/DC變換器,開關電源一般為AC/DC變換器。
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