分析調(diào)節(jié)PWM轉(zhuǎn)換器最大占空比方案

由于容差的存在，電容值的變化與電壓轉(zhuǎn)折點(diǎn)的變化具有同樣作用。最大脈沖寬度與總的周期時(shí)間比例將保持同一數(shù)值。這基本上是由于充放電周期的線性特性造成的。放電電流的波動(dòng)會(huì)改變電容充放電時(shí)間的比例。如果放電電流小于標(biāo)準(zhǔn)值，則放電時(shí)間將更長(zhǎng)，但是充電時(shí)間保持不變。這會(huì)產(chǎn)生兩方面的影響。如果放電電流大于標(biāo)準(zhǔn)值，則出現(xiàn)相反情況。如果電路只有在預(yù)設(shè)的最大占空比下才能進(jìn)行工作的話，則必須確保在最大放電電流時(shí)，電路依然能在安全限值內(nèi)工作。所用的 Rt 也必須有容差，該阻值容差相對(duì)于放電電流的波動(dòng)而言，變化并不大，推薦使用 0.1% 的阻值容差。

在該IC中，放電電流的波動(dòng)范圍為7.2mA ~ 9.5mA。對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要牢記電流可以達(dá)到最大值，并且至關(guān)重要地是占空比不能超過(guò)75%的限值。最這將使Ct變?yōu)?.688nF，電阻變?yōu)?.631 kΩ。

很自然，若放電電流為另一極限值7.2 mA，則最大占空比將小于預(yù)期的75%，頻率也將比預(yù)期的200kHz低。我們可以在最小放電電流時(shí)求出最大占空比。由這就是說(shuō)，較低放電電流時(shí)的最大占空比是67%，并且頻率將減小為178.7kHz。電路仿真的結(jié)果參見圖3。

接下來(lái)電路設(shè)計(jì)人員必須參照說(shuō)明書，確定Ct和Rt的變化是否在IC的工作范圍內(nèi)。他還必須驗(yàn)證頻率的波動(dòng)范圍是1.8kHz ~ 200kHz，并且應(yīng)用中最大占空比是從低頻率時(shí)的67% ~ 200kHz時(shí)的75%。

如果電路必須工作于200kHz或更高頻率，則應(yīng)在接地與Ct電容器之間施加一個(gè)電壓脈沖，其保持時(shí)間比下降時(shí)間短，使電路同步。如果電路在178kHz與67%占空比時(shí)是自由運(yùn)行的，則通過(guò)同步，電路也將在200kHz工作。但是它仍然有67%的最大占空比，只是斜坡電壓波的波幅減少了。

用精確值Ct=4.31 nF、Rt=1.8kΩ構(gòu)建一塊試驗(yàn)電路板進(jìn)行測(cè)量。計(jì)算所得的頻率為192kHz，與實(shí)際測(cè)量值一致。占空比略微有些不同，約為 77%，這可能是因?yàn)闇y(cè)量誤差。分析、仿真以及實(shí)際的測(cè)量均顯示了良好的一致性。

PWM的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是從處理器到被控系統(tǒng)信號(hào)都是數(shù)字形式的，無(wú)需進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。讓信號(hào)保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到最小。噪聲只有在強(qiáng)到足以將邏輯1改變?yōu)檫壿?或?qū)⑦壿?改變?yōu)檫壿?時(shí)，也才能對(duì)數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生影響。

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