[参考译文] TIDUEH2C -关于最小占空比的澄清

您好、Nicola、

关于开关频率(F_SW)和相关计算、需要了解几个关键点。  该参考设计部分是关于电流检测的讨论、部分是采用高速运算放大器进行电流检测时的研究结果演练总结。   

fPWM (F_SW)= 60 x (最高速度电气频率)的假设或"经验法则"对应于被分成60个 PWM 周期或更多个周期的每个正弦波周期。  2-4至2-7中的四种方式展示了 fPWM 频率的选择如何影响波形。  如果使用的 PWM 周期太少(由于频率较低)、则正弦波将无法正常/识别。  这会使电机以"更粗糙"的速度运行。 本文讨论了电流检测应用领域中的"电源质量"、"扭矩纹波"和"可闻噪声"等术语。  我与参考设计作者了解了这一点、作者现在为电机驱动器提供支持。

2.在指南中的写法中,使用的最高速度电气频率为500Hz,得出 fPWM = 30kHz 的经验值。  四个图2-4至2-7展示了 四个不同的 fPWM 选择如何影响信号。  生成的波形看起来最像 fPWM 为30kHz 或更高的正弦波、选择15kHz 会产生与正弦波不同的信号。  使用45kHz 或60kHz 时、波形比 fPWM = 15kHz 时更像是正弦波。

3. Dmin 的控制关系有点难解释:fPWM (也称为 F_SW)和 Dmin 是相互依赖的,成反比。  fPWM 增加将导致 Dmin 变小。  DMIN 是表示 PWM 周期所需的最小占空比、特别是在从开关开路转换到 PWM 期间。  这种情况发生在正弦波周期的四分之一、特别是正弦波的第一个1/4 (四分之一)处、从0V 上升到最大正振幅。  想象一下将一个完整正弦波周期分为四个部分、其中第一部分是最小占空比的相关部分(因为第一个部分容纳了最受限的条件、即打开开关到 PWM 转换)。  我们已经讨论过、我们选择每周期60个 PWM 周期是为了避免电源质量和纹波问题。  在我们检查 Dmin (最小占空比)时、我们可以将60个 PWM 周期的总周期除以 正弦波的前1/4、从而得到15个 PWM 周期。  现在、我们知道了信号所需的 PWM 周期数、接下来我们需要了解这与 Dmin (我们的最小占空比)的关系。  如果我们所需的最大周期数是15个 PWM 周期、则0%至100%的占空比范围被划分为6.7%、这相当于最小占空比(60/4 = 15；15个周期是15个 PWM 周期、1/(15个 PWM 周期) = 6.7%)。

理解此主题的方法总结如下：必须确定所需的 PWM 周期数、选择的 PWM 周期为60个 PWM 周期。  较低的周期数会导致表示正弦波的信号出现不良行为。  这60个 PWM 周期对应于一个完整正弦波周期、在这个周期中、正弦信号(#1)从0V 增加到最大正振幅、(#2)从最大正振幅下降到0V、(#3)继续下降到最大负振幅、(#4)变化增加到零。  工程师都知道这四个正弦波周期。  第一个1/4部分对应于打开的低侧开关从打开状态变为 PWM 的信号部分。  该变化是系统的限制因素、因为它是测量中最具挑战性的因素。  为了符合此测量的要求、将总共60个 PWM 周期除以四个信号段、得到15个 PWM 周期、对应于正弦波的难以测量部分。  这15个 PWM 周期将正弦波的前1/4部分分成15个等大小的部分。  现在、这15个 PWM 周期必须通过0%至100%的占空比范围来理解。  全占空比分为15个相等的部分、约为6.7%、这是完成最困难的测量部分所必需的最小占空比。

用5%计算得出的裕度反映了较慢的速度、并使设计指南中的数字更易于使用。

此致！

亚历克