转换开关添加了可编程PWM占空比钳位

2011-05-27 22:10:42来源: TI

  电源应用要求使用占空比钳位。此类应用包括那些使用电流检测变压器和双开关正向转换器的应用。如果没有占空比钳位,则变压器可能饱和,从而造成系统的灾难性故障。不过,为降低设计成本,许多电源设计人员都使用无占空比钳位的价格较低的 8 引脚 PWM 控制器。该设计方案说明了如何为 PWM 控制器添加一个价格较低的占空比钳位。

  您可以将该钳位电路添加到绝大多数的 PWM 控制器以提供可编程的占空比钳位(如图 1 所示)。这一电路由苦干个无源组件,一个滞后比较器,以及一个极驱动 IC 组成。电阻 R1 和电容 C1 对占空比钳位的无反应时间进行编程。当 PWM 控制器的输出变低时,电阻 R2 和二极管 D1 对定时电路进行复位。电阻 R3、R4、R5 设置比较器的电压结点,VTRIP 为 5V。电阻 R5 向比较器添加 -2.5V 的滞后电压以确保电路的稳定。

  下例表明了如何设置图 1 中的电路以获得最大的占空比 Dmax 0.9。PWM 控制器在开关频率 fs 处运行,为

100kHz。绝大多数的 PWM 控制器都不能达到 100% 的占空比,并且有特定的无反应时间。就本例而言,无反应时间为 300nsec。对定时电容进行设置也要求知道最大的 PWM 输出电压 VOUT。就本例而言,最大的输出电压为 12V。定时电容大约为 130pF。设计使用一个标准的 120pF 电容。以下方程详述了计算步骤:t=(1-DMAX)(1/fS)-无反应时间=700 nsec,以及

  对图 1 中电路进行了 SPICE 仿真以确保占空比钳位功能可在电路中正常工作。图 2 显示了这一仿真的结果。VOUT 是 PWM 控制器的输出,VT 是比较器反相引脚的电压,VTRIP 为比较器非反相输入的电压,并且 Gate 是栅极驱动 IC 的输出。从图 2 中的波形中您可以看出占空比钳位工作正确,实现了栅极驱动器的输出 90% 的钳位。

仿真的结果

关键字:PWM  占空比钳位  SPICE

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2011/0527/article_2163.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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