<del id="aymay"></del> PWM對于電源領域的朋友來說再熟悉不過了，PWM常常被工程師叫做脈沖寬度調制，其原理是基于微處理器的數字信號從而對其模擬電路進行控制的一種重要技術，以其體積小、效率高的優點，被許多領域所應用。本文就將對關于PWM開關穩壓電源比較常見的問題——尖峰干擾，進行講解。
開關三極管的工作狀態轉換持續期短、頻譜甚寬的尖峰干擾是其致命弱點，它不僅影響開關電源本身，而且還會干擾鄰近的其它電子設備。 開關穩壓電源工作時開關三極管和續流二極管(亦可以是另一個開關三極管)總是交替地導通或者截止，圖1中KQ和KD并非是理想器件，兩種狀態的轉換需要一定的時間，這就產生了尖峰干擾。在狀態轉變過程中，該導通的開關沒有完全導通，而該截止的開關卻又沒有截止的瞬間，電源到地有直接的通路，產生瞬態電流 Is。該電流跟開關三極管導通時的電流Imax及截止時的電流Icmin的差值、開關KQ和KD同時導通的持續時間等因素有關。由于電路分布參數的影響，在波形上出現振鈴振蕩。
圖1 瞬態電流
功率開關管瞬時導通的持續時間對尖峰干擾的影響
晶體管的開啟和關斷時間跟其截止頻率成反比。開啟、關斷時間越短，開關速度就越快。同時導通的持續時間取決于KQ和KD所使用的器件的開關速度。用速度不同的開關器件比較，開關器件的速度越快，同時導通的持續時間越短，尖峰干擾越是寬度窄、幅度大。
減小變壓器漏感引起的電壓尖峰
變壓器的漏感越大，電壓尖峰越高，射頻干擾也就越大。特別是變壓器采取屏蔽后，由于耦合差，漏感也相應大一些。一般說，用環型磁芯繞制的變壓器產生的漏感要比E型小些。另外，繞線工藝也很重要，較好的繞線方式是先繞初級總圈數的一半，再繞次級的全部圈數，最后再繞初級的剩余一半，即次級線圈在初級線圈的中間。這樣初級線圈保持有較好的耦合，使變壓器有較小的漏感。
功率管的開關波形對尖峰干擾的影響與抑制
開關波形Usr(t)的方正度影響尖峰干擾。矩形波的諧波幅度隨頻率增加而減小的速率為20dB十倍頻程，梯形波則為40dB?十倍頻程。有意識地改變矩形波的陡峭程度和兩角的鈍化程度可抑制高頻分量、減小尖峰干擾。故要合理地選擇開關三極管和續流二極管的開關速度。
對開關三極管而言，有兩種方法可減小尖峰干擾，即增大Vce的上升時間和減小Ic的下降時間。圖2電路中，在確定了KQ之后，可從圖3看出，增大KD的開啟時間、減小關斷時間可以減小尖峰干擾。
圖2 開關KD的速度
在開關三極管的CE之間，或者在續流二極管的兩端并聯RC緩沖電路可使尖峰干擾明顯減小。圖3中，三極管T關斷時，集電極電壓上升，通過D和R1對C充電，使其上升速率變緩，選擇充電常數CR1的值可以控制上升速率。T導通時，D截止，C對R1和R2放電，限制了導通瞬間的峰值電流。該緩沖電路改變了負載線的形狀，減少了開關三極管的損耗。在續流二極管兩端并上RC電路也同樣有效。圖3中，當用3DD11和2CK120C時，可并0.022LF左右的電容器(f=2kHz)，該電容的容量有一最佳值，它的作用可以從圖4看出。圖4(a)是不加C的情況，將其在時間軸上放大后為圖4(b)。并上緩沖電容后分別見圖4(c)和(d)。
圖3
