スイッチング電源PWMの基礎
PWM スイッチング電圧レギュレータまたは電流レギュレータ電源の基本的な動作原理は、入力電圧の変化、内部パラメータの変化、外部負荷の変化の場合、制御回路が制御信号と基準信号の差を介して閉ループ フィードバックを行い、主回路スイッチング デバイスの導通パルスの幅を調整して、スイッチング電源の出力電圧または電流、出力電圧または電流などの制御信号の安定性を確保することです。
スイッチング電源PWMの基本原理
PWM のスイッチング周波数は一般的に一定であり、制御サンプリング信号は、出力電圧、入力電圧、出力電流、出力インダクタ電圧、スイッチング デバイスのピーク電流です。これらの信号によって、シングル ループ、ダブル ループ、またはマルチ ループのフィードバック システムを構成でき、電圧、電流、定電力の調整という目的を達成できます。同時に、偶発的な過電流保護、アンチバイアス、電流の均等化などの機能も実現できます。現在、5 つの主要な PWM フィードバック制御モードがあります。
スイッチング電源のPWMフィードバック制御モード
一般的に言えば、図 1 に示すバック チョッパを簡素化するために、メイン フォワード回路を使用できます。Ug は、pWM 出力駆動信号の制御回路を示します。さまざまな pWM フィードバック制御モードの選択に応じて、入力電圧 Uin、出力電圧 Uout、スイッチング デバイス電流 (ポイント b がリード)、インダクタ電流 (ポイント c またはポイント d がリード) の回路をサンプリング制御信号として使用できます。出力電圧 Uout を制御サンプリング信号として使用する場合、通常は図 2 に示す回路で処理して電圧信号 Ue を取得し、その後、処理するか、直接 pWM コントローラに入力します。図 2 の電圧オペアンプ (e/a) の役割は 3 つあります。(1) 出力電圧と指定電圧 Uref の差を増幅してフィードバックし、定常状態での電圧調整の精度を確保する。オペアンプの DC 増幅ゲインは理論的には無限大ですが、これは実際にはオペアンプの開ループ増幅ゲインです。 メインスイッチング回路の出力における広帯域スイッチングノイズを伴うDC電圧信号は、一定の振幅を持つ比較的「クリーン」なDCフィードバック制御信号（Ue）に変換されます。つまり、DC低周波成分を保持し、AC高周波成分を減衰させます。スイッチングノイズの周波数が高く、振幅が大きいため、高周波スイッチングノイズの減衰が不十分で、定常フィードバックが安定しません。高周波スイッチングノイズの減衰が大きすぎると、動的応答が遅くなります。矛盾しているように見えますが、電圧誤差オペアンプの基本的な設計原則は依然として「低周波ゲインは高く、高周波ゲインは低く」です。閉ループシステム全体を修正して、閉ループシステムを安定して動作させます。
スイッチング電源のPWM特性
1) 異なる PWM フィードバック制御モードにはそれぞれ異なる利点と欠点があるため、スイッチング電源の設計では、特定の状況に基づいて適切な PWM 制御モードを選択する必要があります。
2) PWMフィードバック方式の各種制御モードの選択は、特定のスイッチング電源の入力および出力電圧要件、主回路トポロジとデバイスの選択、出力電圧の高周波ノイズの大きさ、デューティサイクルの変更範囲を考慮して行う必要があります。
3) PWM 制御モードは開発段階において変更され、相互接続されており、一定の条件下では相互に変換できます。
