某伺服PWM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中低通功率濾波電路優(yōu)化設(shè)計(jì)

如圖7所示，以交流方式分析總體效率與頻率關(guān)系，效率即輸出有效功率與輸入有效功率之比，在掃描頻率段內(nèi)效率僅2％的變化，大部分頻帶內(nèi)仍有86．7％以上的效率。其中60 Hz左右的效率驟降是由于直流峰值功率向交流有效值功率的瞬態(tài)改變而引起的數(shù)學(xué)計(jì)算差。

如圖8所示，隨著頻率增加，負(fù)載上的視在功率增加的比例不大，通過其他圖表的研究，發(fā)現(xiàn)增加是由于負(fù)載上的電流和電壓隨著頻率有所增加，如果對(duì)最終輸出有很大影響的話，可以在電路中設(shè)置一個(gè)簡單的可調(diào)增益來補(bǔ)償該點(diǎn)。

如圖9所示，軟件可以通過頻率掃描分析計(jì)算各元件的應(yīng)力值，圖中顯示了C1的3個(gè)峰值電壓，電容上的壓差是24．77pk，接地電容的峰值電壓是26． 64 V和1．86 V。在這個(gè)設(shè)計(jì)中C1無需雙極性電容，但在某些設(shè)計(jì)中，峰值可能會(huì)出現(xiàn)負(fù)值，此時(shí)必須使用雙極性電容。
如圖10所示，濾波電路會(huì)帶來相位移。當(dāng)反饋信號(hào)直接從PWM放大器的輸出端采樣時(shí)這常不是問題，然而在該伺服平臺(tái)設(shè)計(jì)中，反饋從濾波電路后面取，會(huì)引入相位移，影響系統(tǒng)的相角裕度，圖10顯示了負(fù)載中電壓和電流的相位移，如果對(duì)最終輸出有很大影響的話，可以增加Fmax和Fcutoff的分頻比例，相位移將會(huì)減小，除此之外減小濾波電路的級(jí)數(shù)也會(huì)減小相位移。