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开关电源是通过控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。其主要4种调制方式是:脉冲宽度调制式(PWM),脉冲频率调制式(PFM),脉冲密度调制式(脉冲密度调制式),混合调制式(PWM+PFM)
⑴脉冲宽度调制式,简称PWM,即脉宽调制。其特点式开关周期为恒定值,通过调节脉冲宽度来改变占空比,实现稳压目的。其核心式PWM控制器。脉宽调制式开关电源的应用最为普遍,其占空比调节范围大,PWM还可以和主系统的时钟保持同步。
⑵脉冲频率调制式,简称PFM,即脉频调制。其特点是脉冲宽度为恒定值,通过调节开关频率来改变占空比,实现稳压目的。其核心是PFM控制器。脉频调制式开关电源特别适合于便携设备,它能在低占空比、低频的条件下,降低控制芯片的静态电流。
⑶脉冲密度调制式,简称PDM,即脉密调制。其特点是脉冲宽度为恒定值,通过调节脉冲数实现稳压目的。它采用零电压技术,能显著降低功率开关管的损耗。
⑷混合调制式。它是⑴、⑵两种方式的组合。开关周期和脉冲宽度都不固定,均可调节。它包含了PWM控制器和PFM控制器。
从以上4种调制方式了解,开关电源的调制方式有两大类:调宽与调频。调宽就是调节占空比(能量传输时间与波形周期的比Ton/T)来调节输出电压(能量),多数传统的硬开关用的是这种方法,少部分软开关也是用调宽的方式(如移相全桥)。调频就是通过改变电路的工作频率从而改变电路里无源器件动态阻抗的方法来调节负载与无缘器件的分压比来实现调压(能量)。这种多用于软开关的开关电源。四种工作方式统称为“时间比率控制”(简称TRC)方式,其中以PWM控制器应用最广。需要指出的是,PWM控制器既可作为一片独立的集成电路使用,亦可被集成在开关稳压器中或单片开关电源中。其中,开关稳压器属于DC/DC变换器,开关电源一般为AC/DC变换器。
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