PWM(脉冲宽度调制)是指以固定频率来控制电子设备的开关时间,以达到精准控制的一种方法。PWM 输出器通常由脉冲调制模块,电源和负载组成。尤其是在电机和 LED 等 LED 驱动领域,PWM 控制技术被广泛采用。然而 PWM 输出器其响应过程中有一定的延迟,发生原因是多方面的。
输出负载是 PWM 输出器发生延迟的主要因素之一。当其中一个输出负载突然改变时,比如被短路,这将导致输出电流突然增加,输出端口电容将短时间内无法迅速放电,导致电流过大,甚至可能把 PWM 控制器烧毁。同时,如果输出电路参数设置不合理,如频率低、输出阻抗大等,也会影响 PWM 输出器的响应。
另外,如果输出负载发生一些纹波和共模噪声时,也会对 PWM 控制器产生一定的影响,进而影响安全性和效率。
PWM 控制器需要测量输入信号的时间,然而 PWM 输出器是一个集成电路,内部电路包括比较器、时钟和逻辑电路等,而这些电路都会相互影响。通常 PWM 输出器将输入信号分解成若干信号周期,然后通过内部时间计数器来计量信号的时间。此外,PWM 控制器还需要采用 ADC(模数转换器)来检测输入电压、电流等信号以做出反应。
然而,输出负载带来的噪声问题也会进一步影响 ADC 和 PWM 控制器的响应。例如,输出负载突然变化时,固有的“开路/短路”反应会使 ADC 和控制器检测到暂时性的扰动,这些扰动可能被误认为是真正的信号。
在 PWM 控制器中,峰值电压和 PWM 信号的上升时间、下降时间也是影响其响应的重要因素,通常也是评价 PWM 输出器指标的重要参考。当上下电平发生跳变时,比如由低电平到高电平的跳变,输出电容将短时间内无法进行快速放电,此时适当增加电容值是有益的。
同时,影响 PWM 控制器响应时间的还包括控制电路的质量、稳定性以及设备的散热功率等方面,对于实际生产应用中的 PWM 输出器设计,不仅需要具备较高的精度和可靠性,同时也需要根据具体的应用场景进行适配和定制。