為了實現電力電子電源系統的小型化,輕量化,要求開關電源高頻化,這就要使用全控型電力電子器件。而他們的開通和關斷,是采用PWM控制技術來控制其導通和關斷,從而使主電路輸出電壓穩定的一種電源。
1、開關電源控制電路原理開關電源控制電路一般應具有以下功能:頻率可在較寬范圍內預調的固定頻率振蕩器,占空比可調節的脈寬調制功能,死區時間校準器,一路或兩路具有一定驅動功率的輸出圖騰柱式電路,禁止、軟啟動和電流、電壓保護功能等。脈寬控制電路是開關電源的核心部分,目前有多種集成的脈寬控制電路器件,圖1所示是脈寬控制器的基本原理圖。
圖1 脈寬調制電路原理圖
2、控制電路設計控制電路主要由電子控制電路和驅動電路構成,而控制電路中的脈寬調制電路是整個電源控制系統的核心,它與控制系統中的其他電路都有直接聯系,其主要作用是將電壓給定信號和電壓反饋信號進行比較放大,根據給定值與反饋值的差值,輸出相應寬度的脈沖信號,以調整電源輸出電壓的大小。通常采用定頻率調脈寬的PWM方式來達到控制器所需的特性控制。脈寬調制電路還有欠壓、過壓、過流等保護功能,封鎖輸出脈沖,使電源停止輸出。另外,脈寬調制電路還具有軟啟動、死區設定等功能。
2.1、脈寬調制電路本設計采用SG3525作為電源的PWM控制芯片。該芯片使用簡單,只需要外接少量電阻電容,即可構成所需的脈寬調制電路。如圖2所示,芯片內部主要由誤差放大器N1、比較器N2、振蕩器、分相器和觸發器等組成。
圖2 脈寬調制電路圖
開關頻率由外接定時電阻Rt和定時電容Ct決定,振蕩頻率,如公式1所示。
fs=1/(Ct(0.7Rt+3R5))(1)
為了防止橋臂直通,設有死區時間,其值由R5和Ct決定。信號的占空比隨Ug變化,Ug越高,N1的輸出越大,N2輸出脈沖的占空比也就越大,從而實現了脈寬調制。