PWM控制器的案例
開關電源中實現脈寬控制集成的核心元件-電源管理IC-IML1942
電源IC（電源管理IC）是開關電源中實現脈寬控制集成的核心元件，主要用于調控電子設備的電壓與電流穩定性，應用領域涵蓋手機、服務器、便攜設備等。
其功能從基礎穩壓擴展至DC/DC轉換、LDO穩壓、電池管理及PWM控制等多模塊集成，形成高度整合的電源管理單元（PMU）。典型組件包括LDO（低噪聲、低壓差）、DC/DC（高效能升降壓）、PWM控制器及功率MOSFET等。該器件通過脈寬調制技術調節脈沖信號占空比控制能量傳輸，配合反饋機制實現穩壓或恒流。
PMIC，即電源管理芯片，是電子設備中負責電壓轉換、穩壓、電池管理等關鍵功能的集成電路；在UHD 60Hz顯示屏中PMIC能自動偵測和調節電壓，確保屏幕穩定高效運行，并優化能耗，實現性能和功耗的平衡；提供各種電壓，并具備過壓、欠壓、過流、熱故障等保護功能，能提升色彩和分辨率表現，同時降低功耗，使得顯示屏在保持高畫質的同時能夠保持低能耗。
工采網代理的電源管理芯片 - iML1942是一個高度集成的電源管理IC。它具有完整的I2C接口來編程各種參數。iML1942設備包括各種保護功能，如輸入欠壓鎖定（UVLO）和過溫關閉（OTP）。輸出端包括欠壓保護（UVP）和短路保護（SCP）。有一個WQFN 46針6.5 mm X 4.5 mm，底部暴露的熱墊，以提供較佳的散熱。該設備的額定工作范圍為-40至+85°C溫度范圍。
需要在COMP引腳上配置一個RC電路來穩定閉環系統。通過調節RCOMP參數設置高頻積分器增益以實現快速瞬態響應，同時通過調整CCOMP參數設定積分器零點以維持系統穩定性。補償值初始應按應用電路建議的參數設置，并根據實際需求進行微調。為優化瞬態響應性能，建議采用20%步長調節RCOMP，50%步長調節CCOMP，同時實時監測瞬態響應波形的變化。
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兩顆同型號的整流橋用于均攤散熱；
矽力杰PFC控制器（SY5072B），運行在臨界模式，采用恒定導通時間運行，內置的升壓轉換器采用準諧振開關以獲得高效率及優化EMI性能；
納微半導體PFC升壓開關管（NV6134），集成度非常高，不僅集成了功率芯片，還包括了保護電路，驅動電路和邏輯電路，散熱溫控以及轉化效率都非常好；
用于PFC整流的快速恢復二極管（ES5JCR）；
初級側的反激準諧振PWM控制器是安森美的 NCP1342，支持寬范圍Vcc供電、支持外接熱敏電阻進行過熱保護和多重完善的保護功能。旁邊有一顆熱敏電阻，用于檢測充電器溫度，進行過熱保護。
兩顆EL億光光耦，用于輸出電壓反饋及調節。
英集芯USB PD協議芯片（IP2729），內置集成了USB PD、QC3.0快充以及小米120W秒充協議，功能十分強大。不過這個最大的120W功率輸出只能基于小米私有協議，也就是說，其它的手機或者設備在使用USP PD快充協議下最大功率只有65W。
威兆半導體的輸出VBUS開關管（VS3698AE），NMOS，耐壓30V，導阻3mΩ。
然后再來看平面變壓器小板上的一些元器件。
一顆納微半導體的氮化鎵開關管（NV6134）；
MPS的同步整流控制器（MP6908A），最高工作頻率600KHz，支持DCM，CCM和QR以及ACF工作模式，支持標準電壓和邏輯電壓驅動的同步整流管。同步整流管同樣是威兆半導體的NMOS（VSP003N10H） ，支持10V邏輯電壓驅動，耐壓100V，導阻3.8mΩ。
展開 為什么PWM驅動芯片用圖騰柱？
圖16：運放的推挽輸出
如圖17，運放輸出端與反相輸入端直接相連就構成了常用的跟隨器，輸出電壓等于輸入電壓，驅動能力大大增強。
圖17：跟隨器
要點：
①圖騰柱是NPN+NPN結構，互補推挽是NPN+PNP結構；
②圖騰柱有非線性特征，只能用于PWM輸出，而互補推挽有線性特征，除了用于PWM輸出外，還可用于模擬信號輸出；
③圖騰柱多見于PWM芯片驅動，用于直接驅動功率MOS管；互補推挽多見于搭建的電路以及MCU（單片機）、運放等芯片；
④PWM控制時，圖騰柱輸入電壓可小于驅動電壓，而互補推挽必須是輸入電壓與驅動電壓相等。
關于圖騰柱和互補推挽，很多時候都被認定是同一個電路（且存在爭議），其實不然，正確認識以及了解它們的區別后，相信讀者對它們有個全新的認識。
來源：頭條號/電鹵藥丸
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圖16：運放的推挽輸出
?如圖17，運放輸出端與反相輸入端直接相連就構成了常用的跟隨器，輸出電壓等于輸入電壓，驅動能力大大增強。
圖17：跟隨器
?要點：
①圖騰柱是NPN+NPN結構，互補推挽是NPN+PNP結構；
②圖騰柱有非線性特征，只能用于PWM輸出，而互補推挽有線性特征，除了用于PWM輸出外，還可用于模擬信號輸出；
③圖騰柱多見于PWM芯片驅動，用于直接驅動功率MOS管；互補推挽多見于搭建的電路以及MCU（單片機）、運放等芯片；
④PWM控制時，圖騰柱輸入電壓可小于驅動電壓，而互補推挽必須是輸入電壓與驅動電壓相等。
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為什么PWM驅動芯片用圖騰柱?
圖14 運放的推挽輸出
如圖15，運放輸出端與反相輸入端直接相連就構成了常用的跟隨器，輸出電壓等于輸入電壓，驅動能力大大增強。
圖15 跟隨器
要點小結
圖騰柱是NPN+NPN結構，互補推挽是NPN+PNP結構；
圖騰柱有非線性特征，只能用于PWM輸出，而互補推挽有線性特征，除了用于PWM輸出外，還可用于模擬信號輸出；
圖騰柱多見于PWM芯片驅動，用于直接驅動功率MOS管；互補推挽多見于搭建的電路以及MCU（單片機）、運放等芯片；
PWM控制時，圖騰柱輸入電壓可小于驅動電壓，而互補推挽必須是輸入電壓與驅動電壓相等。
關于圖騰柱和互補推挽，很多時候都被認定是同一個電路（且存在爭議），其實不然，正確認識以及了解它們的區別后，相信讀者對它們有個全新的認識。
本文作者系頭條號@電鹵藥丸，版權歸原作者所有
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圖16：運放的推挽輸出
?如圖17，運放輸出端與反相輸入端直接相連就構成了常用的跟隨器，輸出電壓等于輸入電壓，驅動能力大大增強。
圖17：跟隨器
?要點：
①圖騰柱是NPN+NPN結構，互補推挽是NPN+PNP結構；
②圖騰柱有非線性特征，只能用于PWM輸出，而互補推挽有線性特征，除了用于PWM輸出外，還可用于模擬信號輸出；
③圖騰柱多見于PWM芯片驅動，用于直接驅動功率MOS管；互補推挽多見于搭建的電路以及MCU（單片機）、運放等芯片；
④PWM控制時，圖騰柱輸入電壓可小于驅動電壓，而互補推挽必須是輸入電壓與驅動電壓相等。
關于圖騰柱和互補推挽，很多時候都被認定是同一個電路（且存在爭議），其實不然，正確認識以及了解它們的區別后，相信讀者對它們有個全新的認識。
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展開 開關電源電路設計的坑，這些基礎知識一定要掌握（上）
一、開關電源的電路組成
開關電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器（EMI）、整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過欠壓保護電路、輸出過欠壓保護電路、輸出過流保護電路、輸出短路保護電路等。
開關電源的電路組成方框圖如下：
二、輸入電路的原理及常見電路
1、AC輸入整流濾波電路原理：
①、防雷電路：當有雷擊，產生高壓經電網導入電源時，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1組成的電路進行保護。當加在壓敏電阻兩端的電壓超過其工作電壓時，其阻值降低，使高壓能量消耗在壓敏電阻上，若電流過大，F1、F2、F3會燒毀保護后級電路。
②、輸入濾波電路：C1、L1、C2、C3組成的雙π型濾波網絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制，防止對電源干擾，同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。當電源開啟瞬間，要對C5充電，由于瞬間電流大，加RT1（熱敏電阻）就能有效的防止浪涌電流。因瞬時能量全消耗在RT1電阻上，一定時間后溫度升高后RT1阻值減小（RT1是負溫系數元件），這時它消耗的能量非常小，后級電路可正常工作。③、整流濾波電路：交流電壓經BRG1整流后，經C5濾波后得到較為純凈的直流電壓。若C5容量變小，輸出的交流紋波將增大。2、DC輸入濾波電路原理：
①、輸入濾波電路：C1、L1、C2組成的雙π型濾波網絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制，防止對電源干擾，同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。C3、C4為安規電容，L2、L3為差模電感。
②、R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7組成抗浪涌電路。在起機的瞬間，由于C6的存在Q2不導通，電流經RT1構成回路。當C6上的電壓充至Z1的穩壓值時Q2導通。
展開 國產直流有刷電機驅動芯片SS8833T的性能參數以及應用
SS8833T設備是一款適用于有刷直流或雙極步進電機的集成電機驅動器解決方案。該器件集成了兩個P+NMOS H橋和電流調節電路。SS8833T的電源電壓為2.7至13V，輸出電流可達1.0A。電機輸出電流可以由外部脈寬調制器（PWM）或內部PWM電流控制器控制。電流調節（內部PWM電流控制）是一個固定的關斷時間PWM緩慢衰減。
SS8833T包括一個低功耗休眠模式，該模式允許系統在不驅動電機時節省電源。它還提供故障保護，包括：欠壓鎖定（UVLO）和超溫保護（OTP）。
推薦由工采網代理的這款國產馬達驅動芯片，直流有刷電機驅動芯片 - SS8833T，是一種雙橋電機驅動器，具有兩個H橋驅動器，可以驅動兩個直流有刷電機、一個雙極步進電機、電磁閥或其他電感負載。
它的工作電壓為2.7V至13V，每個通道的負載電流可達1.0A。每個H橋的輸出驅動器塊由P+N溝道功率MOSFET組成，配置為 H 橋以驅動電機繞組。每個H橋包括調節或限制繞組電流的電路。內部安全功能包括使用外部限流電阻實現輸出電流限制、欠壓鎖定、過電流保護（OCP）和過熱保護關機。過溫輸出報警，可用于指示熱關機。
展開 電源電壓為2.7至16V，輸出電流可達1.0A的有刷直流雙H橋驅動芯片-SS8833E
電機輸出電流可以由外部脈寬調制器（PWM）或內部PWM電流控制器控制。電流調節（內部PWM電流控制）是一個固定的關斷時間PWM緩慢衰減。SS8833E包括一個低功耗休眠模式，該模式允許系統在不驅動電機時節省電源。它還提供故障保護，包括：欠壓鎖定（UVLO）和超溫保護（OTP）。
內部安全功能包括使用外部限流電阻實現輸出電流限制、欠壓鎖定、過電流保護（OCP）和過熱保護關機。過溫輸出報警，可用于指示熱關機。SS8833E封裝在管腳的5.0mm×6.4mm eTSSOP中，背面有一個裸露的散熱墊。
工采網代理的電機驅動芯片 - SS8833E是一種雙橋電機驅動器，具有兩個H橋驅動器，可以驅動兩個直流有刷電機、一個雙極步進電機、電磁閥或其他電感負載。它的工作電壓為2.7V至16V，每個通道的負載電流可達1.0A。每個H橋的輸出驅動器塊由P+N溝道功率MOSFET組成，配置為H橋以驅動電機繞組。每個H橋包括調節或限制繞組電流的電路。可Pin to Pin替代MPS6507和DRV8833。
內部恒定關閉時間PWM電流控制電路將按照以下方式調節電機電流：當H橋被啟用時，電流通過繞組的速率取決于繞組的直流電壓和電感。電機繞組中的電流增加，由外部檢測電阻（RSENSE）感應。
由于鉗位二極管反向恢復電流以及電機繞組的寄生電容的存在，開關瞬態RSENSE會有尖峰電流出現。因此，芯片會有一個固定的消隱時間TBLANK（1.8μs），在此期間，忽略RSENSE上的壓降，高側MOSFET始終導通。
將nSLEEP設置為低功耗將使設備進入低功耗睡眠狀態。在此狀態下，H橋被禁用，所有內部邏輯復位，所有內部時鐘停止。所有輸入都將被忽略，直到nSLEEP再次被設置為高電平。
展開 干貨 | 全面解析開關電源各功能電路
PFC電壓一路送后級電路，另一路經R3、R4分壓后送入PFC控制器作為PFC輸出電壓的取樣，用以調整控制信號的占空比，穩定PFC輸出電壓。
10
輸入過欠壓保護
1、原理圖：
2、工作原理：
AC輸入和DC輸入的開關電源的輸入過欠壓保護原理大致相同。保護電路的取樣電壓均來自輸入濾波后的電壓。取樣電壓分為兩路，一路經R1、R2、R3、R4分壓后輸入比較器3腳，如取樣電壓高于2腳基準電壓，比較器1腳輸出高電平去控制主控制器使其關斷，電源無輸出。另一路經R7、R8、R9、R10分壓后輸入比較器6腳，如取樣電壓低于5腳基準電壓，比較器7腳輸出高電平去控制主控制器使其關斷，電源無輸出。
展開 開關電源電路不懂怎么破？看完這里你就明白啦~
PFC電壓一路送后級電路，另一路經R3、R4分壓后送入PFC控制器作為PFC輸出電壓的取樣，用以調整控制信號的占空比，穩定PFC輸出電壓。
十、輸入過欠壓保護
1、原理圖：
2、工作原理：
AC輸入和DC輸入的開關電源的輸入過欠壓保護原理大致相同。保護電路的取樣電壓均來自輸入濾波后的電壓。取樣電壓分為兩路，一路經R1、R2、R3、R4分壓后輸入比較器3腳，如取樣電壓高于2腳基準電壓，比較器1腳輸出高電平去控制主控制器使其關斷，電源無輸出。另一路經R7、R8、R9、R10分壓后輸入比較器6腳，如取樣電壓低于5腳基準電壓，比較器7腳輸出高電平去控制主控制器使其關斷，電源無輸出。
聲明
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集成FET的穩壓器也是該公司主要的產品亮點，如14A高效同步降壓穩壓器ISL85014，其輸入電壓為3.8V~18V，采用電流模式控制，具有快速響應和極好的回路穩定性。該器件集成了非常低ON態電阻的高邊和低邊FET，以最大化效率和最小化外接元件數量，輸出電流高達14A，PWM輸出電壓從0.6V起可調，主要用于服務器和云基礎結構POL，IPC、工廠自動化、PLC,通信和網絡系統、存儲系統以及測試設備。
數字電源是當今可用于降低功耗以及管理現代電子系統中不斷增長的功率復雜性的最重要技術之一。瑞薩電子的數字電源管理和控制IC產品組合可提供更大的設計靈活性，縮短產品開發周期，加速上市。可以為FPGA、DSP、ASIC以及網絡處理器提供高達八相、超過240A電源性能的ISL68300和ISL68301就是這樣的方案，是符合PMBus標準的全數字DC/DC 控制器，可提供單輸出負載點（POL）轉換。集成了MOSFET驅動器的ISL68300控制器以及內置 PWM輸出的ISL68301控制器簡化了數據中心、有線/無線通信以及工廠自動化設備的電源設計。ISL68300可以直接驅動外置MOSFET，而ISL68301則可以與瑞薩電子的智能功率級或 DrMOS 功率級搭配使用，可打造一個完整的穩壓器解決方案。
此外，瑞薩電子還可提供是高性能CPU電源的核心供應商之一，并能針對不同處理器架構和廠商，提供針對性的解決方案。
綜上，以MCU為堅實基礎，瑞薩電子正在模擬與混合信號IC領域不斷拓展，為將來的汽車電子、5G、智能工業等應用普及蓄力。
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九、功率因數校正電路（PFC）
1、原理示意圖：
2、工作原理：
輸入電壓經L1、L2、L3等組成的EMI濾波器，BRG1整流一路送PFC電感，另一路經R1、R2分壓后送入PFC控制器作為輸入電壓的取樣，用以調整控制信號的占空比，即改變Q1的導通和關斷時間，穩定PFC輸出電壓。L4是PFC電感，它在Q1導通時儲存能量，在Q1關斷時施放能量。D1是啟動二極管。D2是PFC整流二極管，C6、C7濾波。PFC電壓一路送后級電路，另一路經R3、R4分壓后送入PFC控制器作為PFC輸出電壓的取樣，用以調整控制信號的占空比，穩定PFC輸出電壓。
十、輸入過欠壓保護
1、原理圖：
2、工作原理：
AC輸入和DC輸入的開關電源的輸入過欠壓保護原理大致相同。保護電路的取樣電壓均來自輸入濾波后的電壓。取樣電壓分為兩路，一路經R1、R2、R3、R4分壓后輸入比較器3腳，如取樣電壓高于2腳基準電壓，比較器1腳輸出高電平去控制主控制器使其關斷，電源無輸出。另一路經R7、R8、R9、R10分壓后輸入比較器6腳，如取樣電壓低于5腳基準電壓，比較器7腳輸出高電平去控制主控制器使其關斷，電源無輸出。
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取樣電壓分為兩路，一路經R1、R2、R3、R4分壓后輸入比較器3腳，如取樣電壓高于2腳基準電壓，比較器1腳輸出高電平去控制主控制器使其關斷，電源無輸出。另一路經R7、R8、R9、R10分壓后輸入比較器6腳，如取樣電壓低于5腳基準電壓，比較器7腳輸出高電平去控制主控制器使其關斷，電源無輸出。
智芯研報 | 高效能、小體積加速GaN消費電子類應用
國際大型企業在移動設備探索上先于國內手機廠商，2018年，GaNIC廠商Navitas和Exagan推出了帶有集成GaN解決方案的45W快速充電電源適配器，內置GaN充電器比蘋果充電器體積減少40%。
就充電頭網的拆解數據來看，目前市面上幾款GaN充電器多數采用PI和納微的方案。PI方案是將GaN功率器件、驅動、PWM控制器都集成在一顆芯片內，設計更加簡潔、集成度較高。
納微的器件則是獨立的，采用高度集成的驅動電路和單晶片設計，最終實現產品的小型化和高效率。伴隨GaN充電器不斷普及，技術進步、產品快速放量帶來芯片的設計、制造成本快速下降，刺激市場的進一步應用。
國內GaN應用市場尚未完全打開，消費電子行業是主要應用領域
全球范圍內，氮化鎵專利申請量排名前四的國家及地區是日本、中國大陸、美國、韓國、中國臺灣，其中我國專利量占全球的23%。
雖然在專利方面國內有一定優勢，但從目前的技術發展狀況來說，仍以歐美日企業為主。
這和GaN布局早晚有一定的聯系，美國和歐洲分別于2002年和2007年啟動了氮化鎵功率半導體推動計劃，我國的GaN研究始于2013年。
盡管當前發展程度不高，但是我國是全球最大的半導體照明產業生產地、全球規模最大的5G移動通信、全球增速最快的新能源汽車、智能手機和軍工領域對功率半導體需求增速，這些應用的發展都離不開第三代半導體材料和器件的支撐。
因此我國GaN市場潛力巨大。2018年國內市場總規模在1.2億人民幣左右。
其中激光雷達市場規模約為0.27億元人民幣，無線電源、光伏逆變器等領域也在加速滲透，當前下游應用領域的市場格局與國際市場情況類似。
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