Le virtù di PWM combinate con un MOSFET di potenza

8 ore fa p John Koon Quando la STMicroelectronics ha recentemente rilasciato il MOSFET 730 V di alimentazione del controller VIPer, una delle caratteristiche propagandate era un controller integrato di modulazione della larghezza degli impulsi. Quando i fornitori pubblicizzano un dispositivo con funzionalità PWM, quanto può influire sulla progettazione? Uno sguardo più da vicino alla definizione di PWM e alcuni casi d'uso può dirci di più. Pulse Width Modulation (PWM) è un metodo comunemente usato per generare un segnale analogico in uscita dall'ingresso digitale.
In questo processo sono tre i fattori da considerare: Il duty cycle è definito come il tempo di attivazione del segnale digitale. Nella figura seguente, il duty cycle è del 25% prima di andare a zero. Si dice che questo ciclo abbia un duty cycle del 25%, che può essere regolato.
Quando il duty cycle è programmato su high (diciamo, 90%) e la frequenza di commutazione è abbastanza alta, il segnale analogico in uscita sembra essere costante . Ad esempio, un segnale digitale in ingresso di 10 V con un ciclo di lavoro del 40% produrrà segnali analogici in uscita del 10% × 40% o 4V. Allo stesso modo, un segnale digitale a 6 V con duty cycle del 30% produrrà di conseguenza 1.
8 V. Una semplice illustrazione dimostrerà l'utilità di PWM. Considerare una fonte di luce CA di 110 V con un ingresso CA di 110 V costante.
L'uso della tecnica PWM per generare la stessa uscita con cicli di lavoro dell'80% sarà più efficiente dal punto di vista energetico. Se la commutazione è abbastanza veloce, gli occhi nudi non saranno in grado di dire la differenza. PWM può essere applicato anche al controllo di motori e riscaldatori.
PWM ora viene fornito con il silicio MOSFET a singola potenza. Un esempio che possiamo usare per illustrare i principi di cui sopra è il MOSFET di potenza 730 V del controller VIPer della STMicroelectronics con un controller PWM integrato. Il dispositivo supporta più topologie di conversione di potenza, tra cui: Alcuni componenti esterni per il layout del circuito stampato (PCA) sono eliminati dall'avvio ad alta tensione incorporato del dispositivo e dai circuiti di rilevamento corrente, semplificando la distinta base (BoM).
Altre funzioni includono una tensione di funzionamento (VCC) di 4,5 V – 30 V, una tensione di avvio di 30 V CC, convertitori di alta tensione fino a 8 W e un consumo di energia del carico leggero inferiore a 40 mW (a 230 V CA). Inoltre, ha la protezione da cortocircuito, termico e da impulso.
Confezionato in SSOP10 da 5 mm x 4 mm, il dispositivo funziona da -40 ° C a 150 ° C con una conservazione da -55 ° C a 150 ° C. Questo dispositivo è progettato per diverse applicazioni, tra cui elettrodomestici, beni di consumo, industriali (motori e riscaldatori), illuminazione, dispositivi per l'automazione degli edifici e contatori intelligenti. PWM non è nuovo.
Tradizionalmente, PWM è realizzato con componenti discreti o con un controller PWM FET. Molti produttori di silicio di potenza integrano nuove funzioni, tra cui PWM, su un singolo chip, tra cui: Se il tuo progetto richiede PWM esterno, potresti considerare i controller FET PWM esterni di Maxim (MAX17595 e MAX17598) per applicazioni AC-DC isolate. Il controller VIPer a basso numero di pin di STMicroelectronics è una scelta utile se stai cercando più topologie di conversione di potenza con funzione PWM integrata.
Abbiamo appena trattato le dimensioni di base di PWM in questo articolo. Per saperne di più, dai un'occhiata alle nostre altre discussioni su PWM. Temporizzatori a modulazione di larghezza di impulso (PWM) nei microcontrollori Filtro passa basso un segnale PWM in una tensione analogica Modellazione del modulatore di larghezza di impulso In base alla tua esperienza, quali sono i vantaggi e gli svantaggi di PWM? Condividi i tuoi pensieri nei commenti qui sotto.
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