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对PWM型功率放大器进行长线传输波形整型及除掉尖峰搅扰进程详解

对PWM型功率放大器进行长线传输波形整型及剔除尖峰干扰过程详解-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。

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,占空比可接连调理改变的脉冲信号。由于长线(功率放大器与负载之间的衔接导线,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、额外电压与功率电源电压相关)的挑选;开关死区等的影响,从负载端(电动机输入端)丈量时,调宽脉冲的上升沿和下降沿均会附加上一个振动衰减型的尖峰搅扰,或许会对电动机或其它设备构成搅扰、损害乃至损坏,因而有必要对该输出信号进行波形整型,除掉尖峰搅扰,康复为近似抱负波形。

1 构成尖峰搅扰的原因

工程实践中的高电压、大电流型PWM波,在其上升沿和下降沿或许附加振动衰减型尖峰搅扰(如图1所示)。而与之相对应的近似抱负波形(如图2所示)。

对PWM型功率放大器进行长线传输波形整型及除掉尖峰搅扰进程详解

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:

对PWM型功率放大器进行长线传输波形整型及除掉尖峰搅扰进程详解

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 搅扰尖峰的除掉

调宽脉冲上附加的尖峰搅扰的除掉,从原理上来讲,有3类办法:一种是吸收,另一种则是滤波,最终是短线传输法。3种办法各有优缺点,可按实践情况进行取舍。

1)滤波法

功率电路中,一般均选用LC滤波办法,此刻电感串在电动机回路,电容并联在电动机引线两头,此刻电感经过的电流较大,引起其体积较大;电容充放电时,由于其等效电阻的存在,很简略发烫。因而,这种办法一般不可取。如图4所示。

对PWM型功率放大器进行长线传输波形整型及除掉尖峰搅扰进程详解

2)吸收法

吸收一般选用2种办法,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。

对PWM型功率放大器进行长线传输波形整型及除掉尖峰搅扰进程详解

实践上,阻容网络吸收中,仅低ESR电容即可构成回路,吸收尖峰搅扰。可是由于电容的瞬时充、放电电流很大,致使其温度很快升高。串入电阻的意图即便为了减小瞬态电流,降低温升。

阻容吸收网络,尽管结构简略,所需元件数目较小,但其普适性较差,其参数需求暂时装备。

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,一般不予选用,别的,其适用性尚待验证。

3)短线传输法

将PWM功率放大器尽或许地接近电动机,减小传输间隔,是去除尖峰搅扰的最直接的办法。

3 实验验证

1)阻容式吸收网络实验成果

当以功率转化电源电压为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,从电动机端丈量电动机两头的电压,其波形如图6所示,对应数据如表1所示:参加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。

对PWM型功率放大器进行长线传输波形整型及除掉尖峰搅扰进程详解

对PWM型功率放大器进行长线传输波形整型及除掉尖峰搅扰进程详解

4 定论

由实验波形和数据数据,能够得出以下定论:参加阻容式吸收网络后,根本去掉尖峰扰动,取得准抱负波形;所用电阻和电容的量值,需依据实践情况而定。

从PWM功率放大器+传输长线+附加网络+电动机的全体构成视点动身,对其进行了理论剖析,给出或许引发波形畸变的要素,并给出了几种解决办法,实践测验成果,验证了规划的可行性。

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