采用PWM技术控制的DC／DC变换器-电子工程世界

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　　开关型DC／DC变换器有两种工作方式：一种是保持开关工作周期工不变，控制开关导通时间莎。n的脉冲宽度调制（PWM）方式；另一种是保持导通时间ton不变，改变开关工作周期几的脉冲频率调制（PFM）方式。脉冲宽度调制（PWM）DC／DC变换器就是通过控制开关管重复通／断的工作方式把一种直流电压（电流）变换为高频方波电压（电流），再经过整流平波后变为另一种直流电压（电流）输出。PWM DC／DC变换器由功率开关管、整流二极管、滤波电路和PWM控制电路等组成。其输入、输出间需要进行电气隔离时，可采用变压器进行隔离和升、降压。PWM DC／DC变换器的工作原理如图1所示。由于开关工作频率的提高，滤波电感L、变压器T等磁性元件及滤波电容C等都可以小型化。

　　图1 PWM DC／DC变换器的基本工作原理

　　图2 变换器开关工作的波形

　　PWM DC／DC变换器的开关频率一般为恒定，控制取样信号有：输出电压、输入电压、输出电流、输出电感电压、开关器件峰值电流。由这些信号可以构成单环、双环或多环反馈系统，以实现稳压、稳流及恒定功率的目的，同时可以实现一些附带的过流保护、抗偏磁、均流等功能。

　　一般来讲，正激型高频开关稳压电源主电路可用如图3所示的降压斩波器简化表示，UG表示控制电路的PWM输出驱动信号。根据选用的PWM反馈控制模式的不同，电路中的输入电压UIN、输出电压UOUT、开关器件电流（由b点引出）、电感电流（由c点引出或d点引出）均可作为取样控制信号。输出电压UOUT在作为控制取样信号时，通常经过如图4所示的电路进行处理，得到电压信号UE，UE再经处理或直接送入PWM控制器。如图4所示的电路中，电压运算放大器（e／a）的作用如下。

　　图3 正激型高频开关稳压电源主电路

　　图4 输出电压控制电路图

　　①将输出电压与给定电压UREF的差值进行放大及反馈，以保证稳态时的稳压精度。该运放的直流放大增益理论上为无穷大，实际上为运放的开环放大增益。

　　 ②将高频开关稳压电源主电路输出端附带有较宽频带开关噪声成分的直流电压信号转变为具有一定幅值的比较“干净”的直流反馈控制信号（UE），即保留直流低频成分，衰减交流高频成分。因为开关噪声的频率较高，幅值较大，若高频开关噪声衰减不够，则稳态反馈不稳；若高频开关噪声衰减过大，则动态响应较慢。虽然互相矛盾，但是对电压误差运算放大器的基本设计原则仍是“低频增益要高，高频增益要低”。

　　③对整个闭环系统进行校正，以使闭环系统能稳定工作。

关键字：PWM 技术控制 DC／DC 编辑：探路者引用地址：采用PWM技术控制的DC／DC变换器

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