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PWM控制器

目前,PWM控制器在当代的应用可谓是越来越广泛,PWM控制器是值得我们好好学习的,现在我们就深入了解PWM控制器。  ---查看全文 >>

关键字:PWM 

PWM控制器

目前,PWM控制器在当代的应用可谓是越来越广泛,PWM控制器是值得我们好好学习的,现在我们就深入了解PWM控制器。

PWM控制器
PWM控制器

为了满足这一需求,飞兆半导体公司(Fairchild Semiconductor)开发出集成式临界导通模式PFC和准谐振电流模式PWM控制器产品FAN6920MR,其效率超过90%,且在无负载条件下功耗小于 300mW,具有更好的节能效果,能够满足法规要求。

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尽管模拟控制看起来可能直观而简单,但它并不总是非常经济或可行的。其中一点就是,模拟电路容易随时间漂移,因而难以调节。能够解决这个问题的精密模拟电路可能非常庞大、笨重(如老式的家庭立体声设备)和昂贵。模拟电路还有可能严重发热,其功耗相对于工作元件两端电压与电流的乘积成正比。模拟电路还可能对噪声很敏感,任何扰动或噪声都肯定会改变电流值的大小。

数字控制

通过以数字方式控制模拟电路,可以大幅度降低系统的成本和功耗。此外,许多微控制器和DSP已经在芯片上包含了PWM控制器,这使数字控制的实现变得更加容易了。

简而言之,PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用,方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的,因为在给定的任何时刻,满幅值的直流供电要么完全有(ON),要么完全无 (OFF)。电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候,断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够,任何模拟值都可以使用PWM进行编码。

大多数负载(无论是电感性负载还是电容性负载)需要的调制频率高于10Hz。设想一下如果灯泡先接通5 秒再断开5秒,然后再接通、再断开……。占空比仍然是50%,但灯泡在头5秒钟内将点亮,在下一个5秒钟内将熄灭。要让灯泡取得4.5V电压的供电效果,通断循环周期与负载对开关状态变化的响应时间相比必须足够短。要想取得调光灯(但保持点亮)的效果,必须提高调制频率。在其他PWM应用场合也有同样的要求。通常调制频率为1kHz到200kHz之间。

脉宽调制的基本原理及其应用实例

脉宽调制(PWM)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

通信与控制

PWM的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的,无需进行数模转换。让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时,也才能对数字信号产生影响。

对噪声抵抗能力的增强是PWM相对于模拟控制的另外一个优点,而且这也是在某些时候将PWM用于通信的主要原因。从模拟信号转向PWM可以极大地延长通信距离。在接收端,通过适当的RC或LC网络可以滤除调制高频方波并将信号还原为模拟形式。 PWM广泛应用在多种系统中。

总之,PWM既经济、节约空间、抗噪性能强,是一种值得广大工程师在许多设计应用中使用的有效技术。

常用的线性串联型稳压电源芯片有:78XX系列(正电压型),79XX系列(负电压型)(实际产品中,XX用数字表示,XX是多少,输出电压就是多少。例如7805,输出电压为5V);LM317(可调正电压型),LM337(可调负电压型);1117(低压差型,有多种型号,用尾数表示电压值。如1117-3.3为3.3V,1117-ADJ为可调型)。
模拟电路

PWM控制器
PWM控制器

模拟信号的值可以连续变化,其时间和幅度的分辨率都没有限制。9V电池就是一种模拟器件,因为它的输出电压并不精确地等于9V,而是随时间发生变化,并可取任何实数值。与此类似,从电池吸收的电流也不限定在一组可能的取值范围之内。模拟信号与数字信号的区别在于后者的取值通常只能属于预先确定的可能取值集合之内,例如在{0V, 5V}这一集合中取值。 模拟电压和电流可直接用来进行控制,如对汽车收音机的音量进行控制。在简单的模拟收音机中,音量旋钮被连接到一个可变电阻。拧动旋钮时,电阻值变大或变小;流经这个电阻的电流也随之增加或减少,从而改变了驱动扬声器的电流值,使音量相应变大或变小。与收音机一样,模拟电路的输出与输入成线性比例。

硬件控制器


许多微控制器内部都包含有PWM控制器。例如,Microchip公司的PIC16C67内含两个PWM控制器,每一个都可以选择接通时间和周期。占空比是接通时间与周期之比;调制频率为周期的倒数。

执行PWM操作之前,这种微处理器要求在软件中完成以下工作:

设置提供调制方波的片上定时器/计数器的周期
在PWM控制寄存器中设置接通时间
设置PWM输出的方向,这个输出是一个通用I/O管脚
启动定时器
使能PWM控制器
虽然具体的PWM控制器在编程细节上会有所不同,但它们的基本思想通常是相同的。

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此外,FAN6920MR提供了多种保护功能,包括欠压保护、二次开环和具有自动恢复的过流保护、外部自动恢复保护触发和内部过热关断保护功能。

FAN6920MR采用16脚小外形尺寸封装(SOP),适用于一体型计算机、AC/DC上网本适配器(纤薄型)、开放框架式开关电源(SMPS)和电池充电器,以及液晶电视和LED街灯。

FAN6920MR是飞兆半导体集成式临界导通模式PFC和准谐振电流模式PWM控制器产品系列中的成员。这些器件系列集成有多种功能,具有更高的性能,并可提供全面的保护功能,同时能够减少元件数目,简化设计和降低材料成本,帮助工程师实现设计创新。

在PWM控制部分,FAN6920MR提供了数项功能以提高电源系统性能,其中包括:能够降低开关频率的最多第12个谷底周期的扩展谷底检测功能、更高的轻负载效率、绿色工作模式、内部10ms软启动和高/低限度超功率补偿功能。

    电源工程师,尤其是从事一体型(All-In-One, AIO) PC电源、纤薄型PC适配器、液晶电视和LED照明设计的工程师,需要使用双开关反激式拓扑来提供符合政府法规所要求的较高的效率和节能效果,而这是 LLC或者单反激式解决方案所无法达到的。

    为了满足这一需求,飞兆半导体公司(Fairchild Semiconductor)开发出集成式临界导通模式PFC和准谐振电流模式PWM控制器产品FAN6920MR,其效率超过90%,且在无负载条件下功耗小于 300mW,具有更好的节能效果,能够满足法规要求。 FAN6920MR结合了一个功率因数校正(PFC)控制器和一个准谐振PWM控制器,实现了使用更少外部元件的高成本效益设计。在PFC部分,该器件使用受控导
通时间技术以提供稳定的直流输出电压,实现正常的功率因数校正。FAN6920MR使用了创新的总体谐波失真(THD)优化器,通过减小过零期间的输入电流失真来改善THD性能。

综上所述,本文已为讲解PWM控制器,相信大家对PWM控制器的认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值

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