PWM控制电路的基本构成及工作原理

PWM 控制电路的基本构成及工作原理时间：2025-12-06 20:50:00 来源：电源技术应用 作者：白建雄 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纳脉冲宽度调制（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=2×10－5s，tw=10－5s，tr=0.4×10－6s，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 0.15～30MHz）和电场辐射干扰（频率范围为 30～1000MHz）的测量中反映出来。在图 2 中，基波电平约 160dBμV，500MHz 约 30dBμV，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。2 开关电源 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 0.15～30MHz）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，假如噪音源内阻是低阻抗的，则与之对接的 EMI ...