電子發燒友網報道(文/黃山明)所謂推拉儲能式PWM功率驅動電路是一種常見的電力電子變換器電路結構,主要用于將直流電轉換為交流電或用于調節直流電的電壓和電流。這種類型的電路廣泛應用于逆變器、電機驅動器、電源供應器等場合。
通常,推拉儲能式PWM功率驅動電路包含兩個或多個開關器件(如晶體管),它們成對工作,一個處于導通狀態時,另一個則處于截止狀態。這樣的結構能夠有效地將直流電轉換為交流電。同時電路中包含儲能元件,如電感和電容,它們用于存儲和釋放能量,以平滑輸出波形并提高效率。
而PWM技術,指的是脈寬調制(Pulse Width Modulation,PWM)技術,可以用來控制開關器件的通斷時間,從而控制輸出電壓的幅度和頻率。PWM技術可以通過改變脈沖的寬度來調節輸出電壓的平均值,同時保持較高的開關頻率,以減少輸出紋波。
比較典型的推拉儲能式PWM功率驅動電路如全橋逆變器,使用四個開關器件組成橋式結構,可以產生正弦波或方波輸出;半橋逆變器,使用兩個開關器件加上一個中心抽頭電容器,同樣可以產生交流輸出;還有H橋逆變器,也是一種全橋結構,能夠輸出正負兩極性的電壓。
工作原理上,這種電路就是在一個完整的PWM周期內,開關器件交替導通與截止。當一個開關導通時,能量從電源傳遞給負載或儲能元件;當該開關截止而另一個開關導通時,能量從儲能元件傳遞給負載。最后通過調整開關器件的導通時間(即占空比),可以改變輸出電壓的有效值。
可以說,推拉儲能式PWM功率驅動電路因其高效率、良好的動態響應特性以及靈活的控制方式,在現代電力電子設備中占有重要地位。
推拉儲能式PWM功率驅動電路如何在便攜儲能設備中應用?
從設計來看,便攜式儲能設備需要輕便、高效且能夠在各種環境下可靠運行。而推拉儲能式PWM功率驅動電路的加入主要就是為了實現高效的能量轉換和管理。
并且由于推拉儲能式PWM功率驅動電路本身的特點,可以被設計在逆變器、BMS、充電控制器、功率轉換器、電機驅動等產品中。
在逆變器的控制上,如基于GD32E505 MCU的圖騰柱無橋PFC變換器方案就是一個典型的應用案例。這種類型的控制芯片能夠提供高性能的控制能力,適用于要求較高的功率轉換應用。
比如充電控制器中,通常采用PWM技術來管理太陽能板等外部電源對電池的充電過程。例如,最大功率點跟蹤(MPPT)控制器就使用PWM來調節充電電流,以最大化從太陽能板提取的能量。
ADI公司的LT8491方案可以迅速實現高性能、高功率的太陽能充電電路。該方案自帶高效的MPPT算法,不需要額外的專業軟件開發。
如果便攜式儲能設備包含了電動工具或電機驅動的應用場景,那么PWM功率驅動電路也可以用來控制電機的速度和扭矩。例如,在便攜式工具中,PWM技術可以通過調整占空比來精確控制電機的功率輸入。
此外,還有如集創北方推出了多款PWM恒流輸出LED顯示屏驅動芯片,如ICND2153、ICND1063和ICND1065等。這些驅動芯片特別適用于需要高精度電流控制的應用,如LED顯示屏,同時也適用于需要精確電流調節的便攜式儲能應用。
比亞成微電子的SM7025也是一款采用電流模式PWM控制方式的功率開關芯片,該芯片集成高壓啟動電路和高壓功率管,適用于低成本開關電源系統,提供高性價比的解決方案。
可以看到大多數方案都強調高效率,這對于便攜式儲能設備尤為重要,因為這直接關系到電池壽命和續航能力。而現代的控制芯片往往高度集成,包括模擬前端、數字信號處理單元和保護電路等功能,簡化了設計并提高了可靠性。并且支持多種控制模式,如PID控制、MPPT等,以適應不同的應用場景。
小結
推拉儲能式PWM功率驅動電路因其高效率、良好的動態響應特性以及靈活的控制方式,在現代電力電子設備中占有重要地位。而在便攜式儲能中,不僅可以提高產品能量轉換效率,還能確保設備的可靠性和安全性。
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