一種開關(guān)電源PWM控制電路設(shè)計共3篇

一種開關(guān)電源PWM控制電路設(shè)計共3篇一種開關(guān)電源PWM控制電路設(shè)計1開關(guān)電源是現(xiàn)代電子產(chǎn)品中常用的電源，其具有高效率、負載范圍廣等優(yōu)點。為了能更好地控制開關(guān)電源的輸出電壓和電流等參數(shù)，通常還需要設(shè)計PWM控制電路。

PWM（PulseWidthModulation）即脈寬調(diào)制，是一種通過改變脈沖信號的占空比來達到控制電源輸出的方法。PWM電路的基本原理是將直流電源轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l脈沖信號，并通過改變脈沖信號的占空比控制輸出電壓和電流。

下面是一個基于NE555定時器的PWM控制電路的設(shè)計方案：

1.定時器選擇

NE555定時器是一種普遍應(yīng)用于控制和定時的集成電路，它具有穩(wěn)定可靠、使用方便等優(yōu)點，適用于PWM控制電路的設(shè)計。在此方案中，我們選用NE555定時器作為PWM控制電路的核心部件。

2.反饋電路

PWM控制電路的反饋電路主要用于實現(xiàn)電源的閉環(huán)控制。反饋電路一般由比較器、采樣電阻、反饋電容等部件組成。具體實現(xiàn)方案如下：

將電源的正極（或負極）通過一定阻值的采樣電阻測量出電源輸出的電壓，將其與一個參考電壓進行比較，得出兩者之間的誤差信號，再通過放大電路輸出一個控制電壓，進而改變PWM控制器的占空比，實現(xiàn)電源的穩(wěn)定輸出。

3.PWM控制電路

PWM控制電路的核心部分是一個能夠根據(jù)控制電壓來改變占空比的PWM控制器，具體實現(xiàn)方案如下：

將NE555定時器的控制端接入反饋電路的放大電路輸出，以此來改變NE555定時器的脈寬占空比。在實際設(shè)計中，可通過改變NE555定時器的耦合電阻或外部電容來調(diào)整PWM控制器的工作頻率和占空比。

4.輸出電路

輸出電路主要是電源開關(guān)管和輸出濾波電容等部件。開關(guān)管用于將PWM脈沖信號轉(zhuǎn)換成直流輸出電壓，輸出濾波電容則用于濾除脈沖信號中的高頻成分，得到穩(wěn)定的直流輸出電壓。具體實現(xiàn)方案如下：

將PWM控制器的輸出接入開關(guān)管的控制端，根據(jù)脈沖信號的高低電平狀態(tài)控制開關(guān)管的通斷狀態(tài)，從而實現(xiàn)PWM控制器的輸出電壓。

5.保護電路

保護電路主要用于保護電源和外部電路不受過電流、過電壓等異常狀況的影響。具體實現(xiàn)方案如下：

在輸出電路中加入過流保護電路、過壓保護電路等部件，通過自動斷開電源、限制輸出電流等方式實現(xiàn)電源保護。

通過這樣一個NE555定時器的PWM控制電路設(shè)計方案，我們可以實現(xiàn)對開關(guān)電源輸出參數(shù)的精確控制，從而更好地滿足各種電子產(chǎn)品的電源需求。一種開關(guān)電源PWM控制電路設(shè)計2一、PWM控制簡介

PulseWidthModulation(PWM)是一種用于控制電路的技術(shù)，在開關(guān)電源中也被廣泛應(yīng)用。

PWM是通過調(diào)節(jié)信號的脈沖寬度來調(diào)節(jié)電壓或電流的技術(shù)。與模擬控制相比，PWM可以更有效地控制電路，因為它可以根據(jù)需要調(diào)整信號的占空比來控制電路的平均輸出值。

在開關(guān)電源中，PWM控制器可用于通過調(diào)節(jié)開關(guān)管的寬度和頻率來控制輸出電壓或電流。PWM控制器通常由一個比較器和一個計數(shù)器組成。

二、PWM控制電路

PWM控制電路主要由以下幾部分組成：

1.電源：提供電壓給電路

2.比較器：接收參考電壓和反饋電壓，并通過調(diào)整PWM寬度和頻率來控制輸出電壓或電流

3.計數(shù)器：計算脈沖寬度和頻率

4.反饋電路：提供參考電壓給比較器

5.輸出濾波器：平滑輸出信號的波形

下面是一個基礎(chǔ)的PWM控制電路設(shè)計示意圖：


在這個電路中，我們使用一個555計時器作為PWM控制器。它的輸出信號的寬度和頻率可以通過調(diào)整電容和電阻來控制。輸出脈沖被傳遞到MOSFET開關(guān)管，來控制輸出電壓或電流。

三、PWM控制實例

下面是一個基于上述PWM控制電路的實例設(shè)計：

1.輸入電壓：9V

2.輸出電壓：5V

3.最大輸出電流：2A

4.PWM頻率：50kHz

5.輸出濾波器：使用10uH功率電感和10uF電容

根據(jù)上述設(shè)計參數(shù)，可以得出以下參數(shù)：

1.輸出功率：10W

2.輸出電阻：2.5Ω

3.PWM周期：20μs

4.PWM占空比：50%

下面是這個PWM控制電路的設(shè)計步驟：

1.選擇MOSFET開關(guān)管。

我們需要選用能夠承受至少2A電流的MOSFET開關(guān)管。這里我們選用SI2301DS，它的極限額定電流為2.5A。

2.計算輸出電感和電容的值。

根據(jù)所需的輸出電壓和最大輸出電流，我們可以計算出輸出電阻。并依據(jù)輸出電阻、PWM頻率和電感的值得出電容的值。

輸出電容：C=(I*(1-Duty)*Tp)/ΔV

其中，I為最大輸出電流，Duty為PWM占空比，Tp為PWM周期，ΔV為輸出電壓波動。

此電路下，ΔV=0.5V，I=2A，Duty=0.5，Tp=20μs，可以計算得出C=10uF。

對于輸出電感，我們使用10uH的功率電感。

3.設(shè)計PWM電路。

根據(jù)上述參數(shù)，我們需要設(shè)計出一個50kHz的PWM控制器。這個控制器可以使用555計時器構(gòu)建。根據(jù)555計時器的公式：f=1.44/(C1+2*C2)*R1，可以計算R1和C1之積，因此我們可以選擇R1=6.8kΩ，C1=1nF。

調(diào)整R2可得需要的PWM占空比來控制輸出電壓。由于這里的PWM占空比為50%，我們可以調(diào)整R2為6.8kΩ，即可實現(xiàn)所需的PWM控制。

這個PWM控制器的輸出被傳遞到SI2301DSMOSFET，控制輸出電壓和電流。

4.連接輸出濾波器。

輸出信號經(jīng)過MOSFET后，需要通過10uH電感和10uF電容的濾波器來平滑輸出波形。

這樣，我們便完成了PWM控制電路的設(shè)計。

四、總結(jié)

本文介紹了PWM控制的一般原理，并給出了一個基礎(chǔ)的PWM控制電路。同時，我們還以一個實際的電路設(shè)計為例，幫助讀者更好地理解這個技術(shù)在開關(guān)電源中的應(yīng)用。一種開關(guān)電源PWM控制電路設(shè)計3本文將詳細介紹一種開關(guān)電源PWM控制電路設(shè)計，以幫助讀者更好地理解其工作原理和實現(xiàn)方式。

一、開關(guān)電源PWM控制電路的基本原理

開關(guān)電源PWM控制電路是一種將輸入電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定直流電壓的電路。該電路的基本原理是通過對開關(guān)管的開關(guān)控制，使輸入電壓在開關(guān)管兩端進行開關(guān)轉(zhuǎn)換。這時，當開關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)時，輸入電壓可以通過開關(guān)管直接流向輸出端，從而使輸出端產(chǎn)生穩(wěn)定的直流電壓；當開關(guān)管處于截止狀態(tài)時，輸出端就沒有電源電壓。

為了實現(xiàn)開關(guān)管的開關(guān)控制，開關(guān)電源PWM控制電路會根據(jù)需要調(diào)整開關(guān)管的開通時間（即占空比），從而控制輸出端的電壓大小。當正常工作時，開關(guān)電源PWM控制電路的占空比應(yīng)該保持在一個合適的范圍內(nèi)，以避免輸出端的電壓出現(xiàn)明顯的波動或過大過小的情況。

二、開關(guān)電源PWM控制電路的主要組成部分

開關(guān)電源PWM控制電路的主要組成部分包括以下幾個部分：

（1）輸入濾波電路：通過電磁感應(yīng)和電容分壓等原理，將輸入電壓分解成直流和交流兩個分量，從而保證開關(guān)管開閉的穩(wěn)定性和輸出端的安全穩(wěn)定。

（2）開關(guān)管電路：通過一組可控模塊（比如MOSFET、BJT等）實現(xiàn)對輸入電壓的開合控制。

（3）升壓或降壓變壓器：通常使用高頻變壓器實現(xiàn)升降壓轉(zhuǎn)換，從而將輸入直流電壓變成需要的高/低電壓等級。

（4）輸出濾波電路：通過電容分壓、電感分流等原理實現(xiàn)對輸出電壓的濾波和穩(wěn)定。

（5）反饋電路：通過對輸出端電壓進行反饋調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對輸出端電壓的控制和穩(wěn)定。

三、開關(guān)電源PWM控制電路的設(shè)計步驟

（1）選擇開關(guān)管：根據(jù)實際工作條件和需要選擇一組合適的開關(guān)管，可以根據(jù)管子的數(shù)據(jù)手冊和工作特性進行篩選。

（2）確定PWM控制頻率：當選擇好開關(guān)管之后，需要根據(jù)其工作特性和輸出端要求，選擇一個合適的PWM控制頻率，以保證開關(guān)管的穩(wěn)定性和輸出端的電壓質(zhì)量。

（3）設(shè)計輸入濾波電路：根據(jù)輸入電壓的特性，選擇適當?shù)碾娙?、電感等元器件，設(shè)計輸入濾波電路，以保證開關(guān)管的穩(wěn)定工作和輸出端電壓的穩(wěn)定。

（4）設(shè)計開關(guān)控制電路：根據(jù)PWM控制頻率和開關(guān)管的特性，選擇適當?shù)目刂齐娐?，使開關(guān)管能夠穩(wěn)定地工作。

（5）設(shè)計輸出濾波電路：根據(jù)輸出端電壓的要求和質(zhì)量，選擇適當?shù)碾娙荨㈦姼械仍骷?，設(shè)計輸出濾波電路，以保證輸出端電壓的穩(wěn)定和可靠。

（6）設(shè)計反饋電路：根據(jù)實際需要和工作特性，設(shè)計適當?shù)姆答侂娐罚詫崿F(xiàn)對輸出端電壓的調(diào)節(jié)和穩(wěn)定。

四、開關(guān)電源PWM控制電路的優(yōu)缺點

優(yōu)點：

（1）開關(guān)電源PWM控制電路具有高效、穩(wěn)定和可靠的特點，能夠滿足多種不同工作要求。

（2）開關(guān)電源PWM控制電路具有較高的輸出功率和轉(zhuǎn)換效率，可以發(fā)揮較大的功效和穩(wěn)定性。

（3）開關(guān)電源PWM控制電路具有較好的適應(yīng)性和可擴展性，可適應(yīng)多種不同工作環(huán)境和應(yīng)用需求。

缺點：

（1）開關(guān)電源PWM控制電路的設(shè)計和實現(xiàn)要求較高，需要一定的專業(yè)知識和技術(shù)水平。

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