Principio di base dell'alimentazione a commutazione PWM
Il principio di funzionamento di base della commutazione PWM o dell'alimentazione a corrente costante è che quando la tensione di ingresso cambia, i parametri interni cambiano e il carico esterno cambia, il circuito di controllo esegue un feedback ad anello chiuso attraverso la differenza tra il segnale controllato e il segnale di riferimento per regolare il dispositivo di commutazione del circuito principale. L'ampiezza dell'impulso di conduzione rende stabile la tensione o la corrente di uscita dell'alimentatore a commutazione e altri segnali controllati.
Principio di base dell'alimentazione a commutazione pWM
La frequenza di commutazione di pWM è generalmente costante e i segnali di campionamento di controllo includono: tensione di uscita, tensione di ingresso, corrente di uscita, tensione dell'induttore di uscita e corrente di picco dei dispositivi di commutazione. Questi segnali possono formare un sistema di feedback a loop singolo, doppio o multi-loop per raggiungere lo scopo di stabilizzazione della tensione, stabilizzazione della corrente e potenza costante. Allo stesso tempo, è possibile realizzare alcune funzioni aggiuntive come protezione da sovracorrente, campo magnetico anti-polarizzazione e condivisione di corrente. Ora ci sono principalmente cinque modalità di controllo del feedback pWM.
Modalità di controllo feedback pWM dell'alimentatore switching
In generale, il chopper step-down mostrato nel circuito principale in avanti è una rappresentazione semplificata e Ug rappresenta il segnale di pilotaggio in uscita pWM del circuito di controllo. In base alla selezione delle diverse modalità di controllo del feedback pWM, la tensione di ingresso Uin, la tensione di uscita Uout, la corrente del dispositivo di commutazione (derivata dal punto b) e la corrente dell'induttore (derivata dal punto c o dal punto d) nel circuito possono essere utilizzate come campionamento segnali di controllo. Quando la tensione di uscita Uout viene utilizzata come segnale di campionamento di controllo, essa viene solitamente elaborata dal circuito mostrato in figura 2 per ottenere un segnale di tensione Ue, che viene poi elaborato o inviato direttamente al controllore PWM. L'amplificatore operazionale di tensione (e/a) ha tre funzioni:
① La differenza tra la tensione di uscita e la tensione data Uref viene amplificata e restituita per garantire l'accuratezza della regolazione della tensione nello stato stazionario. Il guadagno di amplificazione CC dell'amplificatore operazionale è teoricamente infinito, ma in realtà è il guadagno di amplificazione ad anello aperto dell'amplificatore operazionale.
② Trasformare il segnale di tensione CC con componenti di rumore di commutazione di una banda di frequenza più ampia all'uscita del circuito principale dell'interruttore in un segnale di controllo di retroazione CC (Ue) relativamente "pulito" con una certa ampiezza, ovvero mantenere la bassa frequenza CC componenti e attenuare i componenti AC ad alta frequenza. Poiché la frequenza del rumore di commutazione è elevata e l'ampiezza è elevata, se l'attenuazione del rumore di commutazione ad alta frequenza non è sufficiente, il feedback in stato stazionario sarà instabile; se l'attenuazione del rumore di commutazione ad alta frequenza è troppo grande, la risposta dinamica sarà lenta. Sebbene contraddittori tra loro, il principio di progettazione di base dell'amplificatore operazionale con errore di tensione è ancora "il guadagno a bassa frequenza dovrebbe essere alto, il guadagno ad alta frequenza dovrebbe essere basso".
③ Correggere l'intero sistema a circuito chiuso per far funzionare il sistema a circuito chiuso in modo stabile.
Caratteristiche pWM dell'alimentatore switching
1) Diverse modalità di controllo del feedback pWM hanno i loro vantaggi e svantaggi. Quando si progetta un alimentatore switching, è necessario selezionare la modalità di controllo pWM appropriata in base alla situazione specifica.
2) La selezione dei metodi di retroazione pWM per le varie modalità di controllo deve tenere conto dei requisiti specifici della tensione di ingresso e di uscita dell'alimentatore a commutazione, della topologia del circuito principale e della selezione del dispositivo, del rumore ad alta frequenza della tensione di uscita e dell'intervallo delle variazioni del ciclo di lavoro.
3) La modalità di controllo pWM si sviluppa e cambia, è correlata e può essere trasformata l'una nell'altra in determinate condizioni.
