推拉储能式PWM功率驱动电路在便携式储能中的应用

电子发烧友网报道（文/黄山明）所谓推拉储能式PWM功率驱动电路是一种常见的电力电子变换器电路结构，主要用于将直流电转换为交流电或用于调节直流电的电压和电流。这种类型的电路广泛应用于逆变器、电机驱动器、电源供应器等场合。
 
通常，推拉储能式PWM功率驱动电路包含两个或多个开关器件（如晶体管），它们成对工作，一个处于导通状态时，另一个则处于截止状态。这样的结构能够有效地将直流电转换为交流电。同时电路中包含储能元件，如电感和电容，它们用于存储和释放能量，以平滑输出波形并提高效率。
 
而PWM技术，指的是脉宽调制（Pulse Width Modulation，PWM）技术，可以用来控制开关器件的通断时间，从而控制输出电压的幅度和频率。PWM技术可以通过改变脉冲的宽度来调节输出电压的平均值，同时保持较高的开关频率，以减少输出纹波。
 
比较典型的推拉储能式PWM功率驱动电路如全桥逆变器，使用四个开关器件组成桥式结构，可以产生正弦波或方波输出；半桥逆变器，使用两个开关器件加上一个中心抽头电容器，同样可以产生交流输出；还有H桥逆变器，也是一种全桥结构，能够输出正负两极性的电压。
 
工作原理上，这种电路就是在一个完整的PWM周期内，开关器件交替导通与截止。当一个开关导通时，能量从电源传递给负载或储能元件；当该开关截止而另一个开关导通时，能量从储能元件传递给负载。最后通过调整开关器件的导通时间（即占空比），可以改变输出电压的有效值。
 
可以说，推拉储能式PWM功率驱动电路因其高效率、良好的动态响应特性以及灵活的控制方式，在现代电力电子设备中占有重要地位。
 
推拉储能式PWM功率驱动电路如何在便携储能设备中应用？
 
从设计来看，便携式储能设备需要轻便、高效且能够在各种环境下可靠运行。而推拉储能式PWM功率驱动电路的加入主要就是为了实现高效的能量转换和管理。
 
并且由于推拉储能式PWM功率驱动电路本身的特点，可以被设计在逆变器、BMS、充电控制器、功率转换器、电机驱动等产品中。
 
在逆变器的控制上，如基于GD32E505 MCU的图腾柱无桥PFC变换器方案就是一个典型的应用案例。这种类型的控制芯片能够提供高性能的控制能力，适用于要求较高的功率转换应用。
 
比如充电控制器中，通常采用PWM技术来管理太阳能板等外部电源对电池的充电过程。例如，最大功率点跟踪（MPPT）控制器就使用PWM来调节充电电流，以最大化从太阳能板提取的能量。
 
ADI公司的LT8491方案可以迅速实现高性能、高功率的太阳能充电电路。该方案自带高效的MPPT算法，不需要额外的专业软件开发。
 
如果便携式储能设备包含了电动工具或电机驱动的应用场景，那么PWM功率驱动电路也可以用来控制电机的速度和扭矩。例如，在便携式工具中，PWM技术可以通过调整占空比来精确控制电机的功率输入。
 
此外，还有如集创北方推出了多款PWM恒流输出LED显示屏驱动芯片，如ICND2153、ICND1063和ICND1065等。这些驱动芯片特别适用于需要高精度电流控制的应用，如LED显示屏，同时也适用于需要精确电流调节的便携式储能应用。
 
比亚成微电子的SM7025也是一款采用电流模式PWM控制方式的功率开关芯片，该芯片集成高压启动电路和高压功率管，适用于低成本开关电源系统，提供高性价比的解决方案。
 
可以看到大多数方案都强调高效率，这对于便携式储能设备尤为重要，因为这直接关系到电池寿命和续航能力。而现代的控制芯片往往高度集成，包括模拟前端、数字信号处理单元和保护电路等功能，简化了设计并提高了可靠性。并且支持多种控制模式，如PID控制、MPPT等，以适应不同的应用场景。
 
小结
 
推拉储能式PWM功率驱动电路因其高效率、良好的动态响应特性以及灵活的控制方式，在现代电力电子设备中占有重要地位。而在便携式储能中，不仅可以提高产品能量转换效率，还能确保设备的可靠性和安全性。