首页 > 应用 > 模拟技术
[导读]摘要:为解决PWM功率放大器输出长线传输引发的波形畸变,可能伤及力矩电动机的问题,对实际系统结构进行了理论分析,找出了可能引发波形畸变的原因,并给出了3种解决方法。实际试验结果证实所给方法的有效性。
关键

摘要:为解决PWM功率放大器输出长线传输引发的波形畸变,可能伤及力矩电动机的问题,对实际系统结构进行了理论分析,找出了可能引发波形畸变的原因,并给出了3种解决方法。实际试验结果证实所给方法的有效性。
关键词:PWM功率放大器;长线传输;波形畸变;滤波器

    PWM型功率放大器,因其效率高、体积小,重量轻,即功率密度大等原因,广泛应用于电动机的驱动等场合。
    PWM型功率放大器的输出,是一种频率固定,占空比可连续调节变化的脉冲信号。由于长线(功率放大器与负载之间的连接导线,具有等效电阻和等效电感)传输;以及PWM型功率放大器的布板;功率元器件、滤波电容器的选型及容值(容值与负载电流相关、额定电压与功率电源电压相关)的选择;开关死区等的影响,从负载端(电动机输入端)测量时,调宽脉冲的上升沿和下降沿均会附加上一个振荡衰减型的尖峰干扰,可能会对电动机或其它设备造成干扰、损伤甚至破坏,因此必须对该输出信号进行波形整型,剔除尖峰干扰,恢复为近似理想波形。

1 形成尖峰干扰的原因
   
工程实际中的高电压、大电流型PWM波,在其上升沿和下降沿可能附加振荡衰减型尖峰干扰(如图1所示)。而与之相对应的近似理想波形(如图2所示)。

本文引用地址: http://www.21ic.com/app/analog/201305/181697.htm

a1.jpg

a.JPG


    具有PWM型功率放大器、传输长线、吸收和滤波网络、电动机的等效电原理图如图3所示(图中虚线内部分为附加的吸收网络)。
    图3中:
    g.jpg
b.JPG
    由(2)式、(4)式可知,传输长线的等效电感、电动机的绕组电感和电动机的反电动势,是引起附加尖峰扰动的原因。

2 干扰尖峰的剔除
   
调宽脉冲上附加的尖峰干扰的剔除,从原理上来讲,有3类方法:一种是吸收,另一种则是滤波,最后是短线传输法。3种方法各有优缺点,可按实际情况进行取舍。
    1)滤波法
    功率电路中,一般均采用LC滤波方式,此时电感串在电动机回路,电容并联在电动机引线两端,此时电感通过的电流较大,引起其体积较大;电容充放电时,因为其等效电阻的存在,很容易发烫。因此,这种方法一般不可取。如图4所示。

c.JPG


    2)吸收法
    吸收一般采用2种方法,阻容网络吸收和电容吸收。
    阻容网络吸收,是将串联的电阻和电容,与电动机的输入端紧挨并联。如图5所示。

d.JPG


    实际上,阻容网络吸收中,仅低ESR电容即可形成回路,吸收尖峰干扰。但是因为电容的瞬时充、放电电流很大,致使其温度很快升高。串入电阻的目的即使为了减小瞬态电流,降低温升。
    阻容吸收网络,虽然结构简单,所需元件数目较小,但其普适性较差,其参数需要临时配置。
    电容吸收是用无感电容并联紧挨PWM功率放大器。因该电容的体积较大,一般不予采用,另外,其适用性尚待验证。
    3)短线传输法
    将PWM功率放大器尽可能地靠近电动机,减小传输距离,是去除尖峰干扰的最直接的方法。

3 试验验证
   
1)阻容式吸收网络试验结果
    当以功率转换电源电压为80 V。4 kHz的PWM载波频率,经50 m长线传输,加载于某一直流永磁力矩电动机时,从电动机端测量电动机两端的电压,其波形如图6所示,对应数据如表1所示:加入阻容吸收网络后的电动机端电压波形对应数据如表2所示。

e1.jpg

f.JPG



4 结论
   
由试验波形和数据数据,可以得出以下结论:加入阻容式吸收网络后,基本去掉尖峰扰动,获得准理想波形;所用电阻和电容的量值,需根据实际情况而定。
    从PWM功率放大器+传输长线+附加网络+电动机的整体构成角度出发,对其进行了理论分析,给出可能引发波形畸变的因素,并给出了几种解决方法,实际测试结果,验证了设计的可行性。

换一批

延伸阅读

[单片机应用] STM32F103RCT6的脉冲宽度调制(PWM)的输出设定

STM32F103RCT6的脉冲宽度调制(PWM)的输出设定

关键词:重映射连接在APB1(低速外设)上的设备有:电源接口、备份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3、SPI2、窗口看门狗、Timer2、Timer3、Timer4。连接在APB2(高速外设)上的设备有:UAR......

关键字:STM32F103RCT6 脉冲宽度 PWM 输出设定

[测试测量] LabVIEW波形图表如何保存为图片

LabVIEW波形图表如何保存为图片

按照下列步骤,使用“获取图像”方法生成单个前面板对象的图像。(1)在程序框图上,右键单击要生成图像的控件的接线端,从快捷菜单中选择创建调用节点获取图像,创建调用节点。(2)右键单击图像深度输入......

关键字:LabVIEW 波形图表

[单片机应用] ARM7单片机(学习ing)—(七)、脉宽调制PWM—02

ARM7单片机(学习ing)—(七)、脉宽调制PWM—02

好了,这个实验也是比较简单的~~通过按键来调整PWM的输出(这里周期不变,只是改变占空比)~~七、脉宽调制(PWM)七—(02)、可调整的PWM输出(后面的程序有一般的操作步骤,我没有进行双边沿的控制模式的实验,可以......

关键字:ARM7 单片机 脉宽调制 PWM

[测试测量] 使用电流探头抓取电机运作的电流信号波形

使用电流探头抓取电机运作的电流信号波形

使用安捷伦DSO 1012A示波器,1146A电流探头抓取电机开始运作——正常运作——停止运作的电流信号波形。 1.确定1146A电流探头安装好9V碱性电池,选到0.......

关键字:电流探头 电机运作 电流信号波形

[单片机应用] stm32f103 pwm模式配置总结

stm32f103 pwm模式配置总结

void MiniBalance_PWM_Init(u16 arr,u16 psc){RCC->APB1ENR|=1ARR=arr;//设定计数器自动重装值TIM3->PSC=psc;//预分频器不分频TIM3->CCMR2|=6......

关键字:stm32f103 pwm模式 配置总结

我 要 评 论

网友评论

芯闻号

技术子站

更多

项目外包

更多

推荐博客