导言
电压型PWM是指操控器按反应电压来调理输出脉宽,而电流型PWM是指操控器按反应电流来调理输出脉宽。电流型PWM是在脉宽比较器的输入端,直接用流过输出电感线圈电流的信号与差错放大器输出信号进行比较,然后调理占空比,使输出的电感峰值电流跟从差错电压改动而改动。因为结构上有电压环、电流环双环体系,因而,不管开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态呼应特性都有进步,是现在比较抱负的新式PWM操控器。
1 双环电流型PWM操控器作业原理
双环24V电源电流型脉宽调制(PWM)操控器是在一般电压反应PWM操控环内部添加了电流反应的操控环节,因而除了包括电压型PWM操控器的功用外,还能检测开关电流或电感电流,完成电压电流的双环操控。双环电流型PWM操控器电路原理如图1所示。
从图1能够看出,24V电源电流型操控器有两个操控闭合环路:一个是输出电压反应差错放大器A,用于与基准电压比较后发生差错电压;另一个是变压器初级(电感)中电流在Rs上发生的电压与差错电压进行比较,发生调制脉冲的脉宽,使得差错信号对峰值电感电流起着实践操控作用。
体系作业进程如下:假定输入电压下降,整流后的直流电压下降,经电感推延使输出电压下降,经差错放大器推延,Vea上升,占空比改动,然后坚持输出电压不变,在电流环中电感的峰值电流也随输入电压下降,电感电流的斜率di/dt下降,导致斜坡电压推延抵达Vea,使PWM占空比加大,起到调整输出电压的作用。因为既对电压又对电流起操控作用,所以操控作用较好在实践中得到广泛运用。
2 双环电流型PWM操控器的特色
a)因为输入电压Vi的改动当即反映为电感电流的改动,不通过差错放大器就能在比较器中改动输出脉冲宽度(电流操控环),因而使得体系的电压调整率十分好,可到达0.01%/V,能够与线性移压器比较。
b)因为24V电源双环操控体系内涵的快速呼应和高安稳性,反应回路的增益较高,不会构成安稳性与增益的对立,使输出电压有很高的精度。
c)因为Rs上感应出峰值电感电流,只需Rs上电平到达1V,PWM操控器就当即封闭,构成逐一脉冲限流电路,使得在任何输入电压和负载瞬态改动时,功率开关管的峰值电流被操控在必定范围内,在过载和短路时对主开关管起到有用维护。
d)差错放大器用于操控,因为负载改动构成的输出电压改动,使妥当负载减小时电压升高的起伏大大减小,显着改进了负载调整率。
e)因为体系的内环是一个杰出的受控电流放大器,所以把电流取样信号转变成的电压信号和一个公共电压差错放大器的输出信号比较较,就能够完成并联均流,因而体系并联较易完成。
3 双环电流型PWM操控器功率因数校对
正是根据以上特色,电流型PWM操控器在实践运用中被越来越广泛地选用。对它选用功率因数校对技能,能够有用地削减高次谐波对电网的搅扰,减小功耗,具有较大的实践意义。
3.1 功率因数校对办法
功率因数校对主要有两种办法:一种是将电网上共用负载端并接一个专用的功率改换器,对无功和谐波进行补偿;另一种是将负载的整流电路与滤波电容之间添加一个功率改换电路,将输入电流校对成与电网电压附近的正弦波。完成功率因数校对在CCM和DCM下可选用乘法器和电压跟从器完成,框图如图2所示。
3.2 电流型PWM操控器功率因数校对办法
因为乘法器的价格昂贵,改用加法电路来完成乘法器的功用。为了使电感电流的包络为正弦,有必要使电流检测比较器反相输入端的输入电压为正弦馒头波,根本电路如图3所示。
当N1负端加上电整流取样而得到正弦馒头波时,经二极管降压及电阻分压,加到电流感应比较器负端信号为1/3的正弦馒头波,然后使电感电流的包络正弦化。当然,在实践运用中还需要进行闭环操控,才能够得到安稳的输出电压。
4 电流型PWM操控器斜坡补偿办法
4.1 峰值电流与均匀输出电感电流
因为24V电源功率开关管的峰值电流由PWM操控器坚持稳定操控,也就是说,电感的峰值电流也坚持稳定,但直流输出电压正比于输出电流均匀值而不是峰值电流,当输入电压减小时,为了使电流稳定,占空比将调理为δ2,这时均匀电流将上升为I2,输出电压也将上升。在电压型操控器中将不会呈现这种问题,但在电压型操控器材下,仅有输出电压得到操控。因而,为了处理以上问题,在电流型操控器中需选用斜坡补偿加以处理。为了坚持一个稳定的均匀电流(输出电压),要求有一个与占空比无关的电流波形补偿斜坡,当(NS/Np)Rs(m2/2)=m成立时,输出电感均匀电流与Ton无关,则坚持了输出电压稳定。如图4所示。
4.2 斜坡补偿的完成
斜坡补偿能够用图5所示电路来完成。一般R1的阻值预先设定,再核算R2的阻值,很重要的一点是R2的阻值应足够高,以防止使振动器发生振动频率漂移。
从斜坡端接电阻R2 至电流感应端,这时Rs 上的感应电压添加斜坡的斜率与滑润的差错电压进行比较,这在占空比到达50 %以上时十分有用。R2 阻值的一般核算过程如下:
a ) 核算次级电感下斜坡: S1=di/dt ( 单位为A/μs) ;
b) 核算初级电感下斜坡: S2=S1 Ns/Np (单位为A/μs) ;
c) 核算检测电阻上的斜坡电压: V1=S2 Rs (单位为V/μs) ;
d) 核算守时%&&&&&%器CT 上的振动器斜坡电压: S=dVosc/Ton (单位为V/μs) ;
e) 若令斜坡补偿量M=0.75 ,R1 的阻值R1 设为1 kΩ ,则R2=R1 ( Vs/VS2 )M.
5 结束语
跟着24V电源电流型PWM 操控器被越来越广泛地运用,正确把握运用办法能够节省很多规划时刻,并能获得较好的规划作用,因而是运用这一类操控器有必要留意的问题。而本文针对电压型脉宽调制器(PWM)操控器只要电压操控环、电流改动滞后电压改动、体系呼应速度慢、安稳性差等固有缺陷,提出了一种根据24V电源的双环电流型PWM操控器的规划计划。该计划因为既对电压又对电流起操控作用,所以操控作用较好在实践中得到广泛运用。