中心議題：

• 分析調節PWM轉換器最大占空比方案

解決方案：

• 利用斜坡電壓設置脈寬
• 調整PWM的周期、PWM的占空比

脈(mai)衝(chong)寬(kuan)度(du)調(tiao)製(zhi)是(shi)一(yi)種(zhong)模(mo)擬(ni)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)
，其(qi)根(gen)據(ju)相(xiang)應(ying)載(zai)荷(he)的(de)變(bian)化(hua)來(lai)調(tiao)製(zhi)晶(jing)體(ti)管(guan)柵(zha)極(ji)或(huo)基(ji)極(ji)的(de)偏(pian)置(zhi)，來(lai)實(shi)現(xian)開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)輸(shu)出(chu)晶(jing)體(ti)管(guan)或(huo)晶(jing)體(ti)管(guan)導(dao)通(tong)時(shi)間(jian)的(de)改(gai)變(bian)，這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)能(neng)使(shi)電(dian)源(yuan)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)在(zai)工(gong)作(zuo)條(tiao)件(jian)變(bian)化(hua)時(shi)保(bao)持(chi)恒(heng)定(ding)，是(shi)利(li)用(yong)微(wei)處(chu)理(li)器(qi)的(de)數(shu)字(zi)輸(shu)出(chu)來(lai)對(dui)模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)的(de)一(yi)種(zhong)非(fei)常(chang)有(you)效(xiao)的(de)技(ji)術(shu)。PWM控kong製zhi技ji術shu以yi其qi控kong製zhi簡jian單dan，靈ling活huo和he動dong態tai響xiang應ying好hao的de優you點dian而er成cheng為wei電dian力li電dian子zi技ji術shu最zui廣guang泛fan應ying用yong的de控kong製zhi方fang式shi
，也ye是shi人ren們men研yan究jiu的de熱re點dian。由you於yu當dang今jin科ke學xue技ji術shu的de發fa展zhan已yi經jing沒mei有you了le學xue科ke之zhi間jian的de界jie限xian，結jie合he現xian代dai控kong製zhi理li論lun思si想xiang或huo實shi現xian無wu諧xie振zhen軟ruan開kai關guan技ji術shu將jiang會hui成cheng為weiPWM控製技術發展的主要方向之一……在(zai)電(dian)壓(ya)模(mo)式(shi)控(kong)製(zhi)下(xia)，脈(mai)寬(kuan)比(bi)較(jiao)器(qi)利(li)用(yong)斜(xie)坡(po)電(dian)壓(ya)設(she)置(zhi)脈(mai)寬(kuan)。此(ci)外(wai)，在(zai)電(dian)流(liu)模(mo)式(shi)控(kong)製(zhi)下(xia)，斜(xie)坡(po)電(dian)壓(ya)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)可(ke)以(yi)添(tian)加(jia)到(dao)電(dian)流(liu)斜(xie)坡(po)

，以(yi)增(zeng)強(qiang)係(xi)統(tong)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)。通(tong)常(chang)，當(dang)轉(zhuan)換(huan)器(qi)對(dui)斜(xie)坡(po)電(dian)壓(ya)放(fang)電(dian)時(shi)（下降或關閉時間），將切斷電源開關。通過控製下降時間，可以調節轉換器的最大占空比。

PWM 控製器 UCC38C42產品說明書指出標準的放電電流為 8.4 mA。假設需要 200 kHz 的工作頻率

，最大脈衝寬度為 75%。可以計算出通過放電晶體管的總放電量為10.5nC。該 IC 對電容器充電的方法是利用一個電阻連接參考電壓  （Vref） 與 IC 時間電容器 （Ct） 引腳。因此，在整

個切換周期內，Vref 到 Ct 引腳之間都會有電流通過。該電流大小與Ct 引腳電壓和電阻 Rt 的值相關。從產品說明書上還可以知道 Ct  引腳上的電壓將發生 1.9V 變化。盡管該變化不是完全線性的，因為 Rt 上發生的電壓變化僅為電源電壓的 40%
，並將從接近地電平開始並放電至接近地電平。

隨著電子技術的發展，出現了多種PWM技術
，其中包括：相電壓控製PWM、脈寬PWM法、隨機PWM、SPWM法、線電壓控製PWM等，而在鎳氫電池智能充電器中采用的脈寬PWM法，它是把每一脈衝寬度均相等的脈衝列作為PWMboxing，tongguogaibianmaichongliedezhouqikeyitiaopin，gaibianmaichongdekuanduhuozhankongbikeyitiaoya，caiyongshidangkongzhifangfajikeshidianyayupinlvxietiaobianhua。keyitongguotiaozhengPWM的周期
、PWM的占空比而達到控製充電電流的目的。

圖 1 中正斜率斜線表示電容器的充電電壓。斜線以下的區域表示 75% xunhuanshijianneidianrongqideleijichongdianliang。youyudianyachengzhixianxiajiang，fangdianshitongguodianzudedianliuyuxiangyingdianyazaichongdianshitongguodianzudedianliubaochiyizhi。yinci，fangdianshitongguo Rt 的累計電流電量是充電時 Ct 充電電量的三分之一。

通過內部放電晶體管的總電量為放電啟動時電容器的充電電量，加上電容器放電時通過 Rt 的電流電量。總的電量是電容器的峰值電量加上電容器放電時通過電阻的電量的 1/3，也就是電容器的峰值電量的11/3，原因是放電斜坡也是一條直線。由此可看出
，充電電流與放電電流非常相似。因此，由於充電占了3/4的時間，而放電占了1/4的時間
，故放電時的累計電量應該是充電時的1/3。

基於這點
，我們可以確定Ct的值。我們知道電容器發生的電壓變化為1.9V
，我們還知道在峰值電壓時，電容器充電電量的變化為10.5nC*（3/4）= 7.875nC。因此，電容器電容為 7.875 nC/1.9 V="4".145 nF。有了電容值，我們現在就可以得到電阻值了。電壓源為5V，並根據方程：

我們根據兩個已知的電壓：V值 的變化量為1.9V和5.0V 的 Vref ，以及 3.75ms的時間，得出Rt為：


公式。結果為Rt =1.893 kΩ。在仿真器中對該分析的結果進行了測試
，圖2顯示了電容器的電壓
，兩條線的斜率非常接近線性。通過電阻的電流波形顯示了結果很類似的鏡像。

doushengdeboxingxiangdangyuduidianrongqidefangdian，erhuanjiangdedianliuboxingbiaoshiduidianrongqichongdian。xiayibujiangjianzharongchadeyingxiang。gaodizhuanzhediandianyabianhuadouhenxiao。jiaogaodezhuanzhediandianyahuizaochenggengchangdechongfangdianshijian。tongyang，jiaodidezhuanzhediandianyahuizaochengpinlvshangsheng，yinweiCt電壓可以更快地到達較低電壓轉折點。

[page]
技術中心每天會更新了大量技術內容和方案，可查看：
http://wap.0-fzl.cn/art

由(you)於(yu)容(rong)差(cha)的(de)存(cun)在(zai)，電(dian)容(rong)值(zhi)的(de)變(bian)化(hua)與(yu)電(dian)壓(ya)轉(zhuan)折(zhe)點(dian)的(de)變(bian)化(hua)具(ju)有(you)同(tong)樣(yang)作(zuo)用(yong)。最(zui)大(da)脈(mai)衝(chong)寬(kuan)度(du)與(yu)總(zong)的(de)周(zhou)期(qi)時(shi)間(jian)比(bi)例(li)將(jiang)保(bao)持(chi)同(tong)一(yi)數(shu)值(zhi)。這(zhe)基(ji)本(ben)上(shang)是(shi)由(you)於(yu)充(chong)放(fang)電(dian)周(zhou)期(qi)的(de)線(xian)性(xing)特(te)性(xing)造(zao)成(cheng)的(de)。放(fang)電(dian)電(dian)流(liu)的(de)波(bo)動(dong)會(hui)改(gai)變(bian)電(dian)容(rong)充(chong)放(fang)電(dian)時(shi)間(jian)的(de)比(bi)例(li)。如(ru)果(guo)放(fang)電(dian)電(dian)流(liu)小(xiao)於(yu)標(biao)準(zhun)值(zhi)，則(ze)放(fang)電(dian)時(shi)間(jian)將(jiang)更(geng)長(chang)，但(dan)是(shi)充(chong)電(dian)時(shi)間(jian)保(bao)持(chi)不(bu)變(bian)。這(zhe)會(hui)產(chan)生(sheng)兩(liang)方(fang)麵(mian)的(de)影(ying)響(xiang)。如(ru)果(guo)放(fang)電(dian)電(dian)流(liu)大(da)於(yu)標(biao)準(zhun)值(zhi)，則(ze)出(chu)現(xian)相(xiang)反(fan)情(qing)況(kuang)。如(ru)果(guo)電(dian)路(lu)隻(zhi)有(you)在(zai)預(yu)設(she)的(de)最(zui)大(da)占(zhan)空(kong)比(bi)下(xia)才(cai)能(neng)進(jin)行(xing)工(gong)作(zuo)的(de)話(hua)
，則(ze)必(bi)須(xu)確(que)保(bao)在(zai)最(zui)大(da)放(fang)電(dian)電(dian)流(liu)時(shi)
，電(dian)路(lu)依(yi)然(ran)能(neng)在(zai)安(an)全(quan)限(xian)值(zhi)內(nei)工(gong)作(zuo)。所(suo)用(yong)的(de) Rt 也必須有容差，該阻值容差相對於放電電流的波動而言，變化並不大
，推薦使用 0.1% 的阻值容差。

在該IC中
，放電電流的波動範圍為7.2mA ~ 9.5mA。對電路進行設計時，要牢記電流可以達到最大值，並且至關重要地是占空比不能超過75%的限值。最這將使Ct變為4.688nF
，電阻變為1.631 kΩ。

很自然，若放電電流為另一極限值7.2 mA，則最大占空比將小於預期的75%，頻率也將比預期的200kHz低。我們可以在最小放電電流時求出最大占空比。由這就是說
，較低放電電流時的最大占空比是67%，並且頻率將減小為178.7kHz。電路仿真的結果參見圖3。

接下來電路設計人員必須參照說明書，確定Ct和Rt的變化是否在IC的工作範圍內。他還必須驗證頻率的波動範圍是1.8kHz ~ 200kHz，並且應用中最大占空比是從低頻率時的67% ~ 200kHz時的75%。

如果電路必須工作於200kHz或更高頻率，則應在接地與Ct電容器之間施加一個電壓脈衝
，其保持時間比下降時間短，使電路同步。如果電路在178kHz與67%占空比時是自由運行的
，則通過同步，電路也將在200kHz工作。但是它仍然有67%的最大占空比
，隻是斜坡電壓波的波幅減少了。

用精確值Ct=4.31 nF
、Rt=1.8kΩ構建一塊試驗電路板進行測量。計算所得的頻率為192kHz，與實際測量值一致。占空比略微有些不同，約為 77%
，這可能是因為測量誤差。分析、仿真以及實際的測量均顯示了良好的一致性。

PWM的(de)一(yi)個(ge)優(you)點(dian)是(shi)從(cong)處(chu)理(li)器(qi)到(dao)被(bei)控(kong)係(xi)統(tong)信(xin)號(hao)都(dou)是(shi)數(shu)字(zi)形(xing)式(shi)的(de)，無(wu)需(xu)進(jin)行(xing)數(shu)模(mo)轉(zhuan)換(huan)。讓(rang)信(xin)號(hao)保(bao)持(chi)為(wei)數(shu)字(zi)形(xing)式(shi)可(ke)將(jiang)噪(zao)聲(sheng)影(ying)響(xiang)降(jiang)到(dao)最(zui)小(xiao)。噪(zao)聲(sheng)隻(zhi)有(you)在(zai)強(qiang)到(dao)足(zu)以(yi)將(jiang)邏(luo)輯(ji)1改變為邏輯0或將邏輯0改變為邏輯1時，也才能對數字信號產生影響。

[page]
技術中心每天會更新了大量技術內容和方案
，可查看：
http://wap.0-fzl.cn/art