PWM控制电路的基本构成及工作原理.docx
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1、PWM控制电路的基本构成及工作原理摘要:介绍了 PWM控制电路的基本构成及工作原理,给出了美国Silicon General公司生产的高性能集成PWM控制器SG3524的引脚排列和功能说明, 同时给出了其在不间断电源中的应用电路。关键词:PWM SG3524控制器引言开关电源一般都采用脉冲宽度调制(PWM)技术,其特点是频率高,效率高,功率密度高, 可靠性高。然而,由于其开关器件工作在高频通断状态,高频的快速瞬变过程本身就是一电 磁骚扰(EMD)源,它产生的EMI信号有很宽的频率范围,又有一定的幅度。若把这种电源 直接用于数字设备,则设备产生的EMI信号会变得更加强烈和复杂。本文从开关电源的工
2、作原理出发,探讨抑制传导干扰的EMI滤波器的设计以及对辐射EMI 的抑制。1开关电源产生EMI的机理数字设备中的逻辑关系是用脉冲信号来表示的。为便于分析,把这种脉冲信号适当简化,用 图1所示的脉冲串表示。根据傅里叶级数展开的方法,可用式(1)计算出信号所有各次谐 波的电平。式中:An为脉冲中第n次谐波的电平;Vo为脉冲的电平;T为脉冲串的周期;tw为脉冲宽度;tr为脉冲的上升时间和下降时间。开关电源具有各式各样的电路形式,但它们的核心部分都是一个高电压、大电流的受控脉冲 信号源。假定某PWM开关电源脉冲信号的主要参数为:Vo=500V,T=2X10 5s,tw=10 5s, tr=0.4X10
3、 6s,则其谐波电平如图2所示。图2中开关电源内脉冲信号产生的谐波电平,对于其他电子设备来说即是EMI信号,这些谐 波电平可以从对电源线的传导干扰(频率范围为0.1530MHz)和电场辐射干扰(频率范围 为301000MHz)的测量中反映出来。在图2中,基波电平约160dBp V, 500MHz约30dBp V,所以,要把开关电源的EMI电平都 控制在标准规定的限值内,是有一定难度的。i|. I JJllV图2开关电源的谐波的平2丑关电源EMI滤波器的电路设计当开关电源的谐波电平在低频段(频率范围0.1530MHz)表现在电源线上时,称之为传导 干扰。要抑制传导干扰相对比较容易,只要使用适当的
4、EMI滤波器,就能将其在电源线上的 EMI信号电平抑制在相关标准规定的限值内。要使EMI滤波器对EMI信号有最佳的衰减性能,则滤波器阻抗应与电源阻抗失配,失配越厉 害,实现的衰减越理想,得到的插入损耗特性就越好。也就是说,如果噪音源内阻是低阻抗 的,则与之对接的EMI滤波器的输入阻抗应该是高阻抗(如电感量很大的串联电感);如果 噪音源内阻是高阻抗的,则EMI滤波器的输入阻抗应该是低阻抗(如容量很大的并联电容)。 这个原则也是设计抑制开关电源EMI滤波器必须遵循的。几乎所有设备的传导干扰都包含共模噪音和差模噪音,开关电源也不例外。共模干扰是由于 载流导体与大地之间的电位差产生的,其特点是两条线上
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