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RPWM技术在噪声的工业电机控制驱动器中应用方案

所属分类:凤凰彩票平台新闻 发布时间:2019-07-21 17:33 作者:凤凰彩票_凤凰彩票 文章来源:凤凰彩票平台

  正在功率电子中,凭据特定使用,一经凯旋地采用了几种脉冲宽度调制(PWM)计划。群众半守旧PWM计划(素质上是确定性的)天生预订的谐波含量。这也许会正在本质使用中出现很众题目,如噪声、无线电作对和。正在需求减轻对境遇和其他设置的作对的使用中,比如工业、牵引驱动器、电动汽车,守旧的PWM计划因本身原故不行高效地运转,需求增加如电磁作对(EMI)频率,即> 18kHz。只是,这会导致开闭损耗明显添加。正在这种使用中,一经展现随机脉冲宽度调制(RPWM)能够有用地减轻这些题目,且不消明显添加开闭频率。

  正在RPWM中,每个开闭脉冲的宽度随机蜕化。这导致谐波簇正在很大规模内扩散,从而减小了零丁滤波器的尺寸,或齐全避免正在某些使用中运用滤波器。RPWM本领已凯旋用于很众功率电子使用中,比如 正在需求查验噪声的工业电机限定驱动器中。

  平常,运用DSPFPGA完毕用于繁复商用编制的高频PWM和RPWM信号。只是,这些器件更通用、性能更强健、且更敏捷,自然也就比拟贵。运用低本钱的DialogMIC能够知足RPWM天生所需的相像精度和高频时序央浼。很众相宜的RPWM计划,更加是开环使用,能够用Dialog CMIC来完毕。所以,嵌入式DSP、MCU或FPGA的显式编程或编码能够由GreenPAK? designer中供应的浅易接口所庖代。其余,全盘限定电道的尺寸也会明显减小。

  有几种法子可认为三相逆变器使用天生RPWM。此使用条记中,咱们先容了一种相宜的RPWM本领,它能够运用现成的GreenPAK CMIC资源来完毕。RPWM本领运用双矩阵CMIC SLG46620完毕。还供应了适合的外面提倡和试验结果,席卷输出电压波形及其谐波含量,能够外明所提倡的战略是合理的。

  两个锯齿信号,象征为p2和p3(值规模:0-1),相位相差180°C,与恒定值p1(值规模:0-1)实行比拟,得出象征为p5和p6的分歧类型的脉冲。p5和p6脉冲的波形如图2和图3所示。采用图4所示波形的二进制伪随机数爆发器(象征为p4),运用上面框图中所示的逻辑运算符从信号p5和p6中随机抉择一个脉冲。这会天生一系列脉冲p10,如图5所示。信号p10通过AND门,同样的尚有脉冲爆发器1到6所天生的10ms长脉冲,象征为p11、p12、p13、p14、p15和p16。请留神,对待完善的180?C导通形式,脉冲爆发器的输出脉冲相对待互相有60?C的相位差。终末,正在AND操作之后,信号p17、p18、p19、p20、p21和p22成为三相逆变器的功率级中采用的功率开闭的栅极驱动信号。

  凭据施加的栅极信号接通和断开开闭(平常是MOSFETIGBT),以得回逆变器输出端的三相平均电压波形。

  正在Matlab/Simulink境遇中对50 Hz(基波)RPWM三相逆变器编制实行仿线所示。输出电压波形有用地由随机信号p10调制,并完毕120 ?C 的相移。

  参考信号p1供应了一种凭据主观声反响限定特定使用的逆变器输出的频谱实质的法子。从1到0.5的参考值蜕化使频谱实质变平,从而减轻了开闭频率倍数处的尖峰。只是,这也下降了信号基波分量的幅度。图4显示了对待Vdc = 312V和载波频率= 12.5kHz,输出相间电压的频谱实质奈何正在参考值从p1 = 0.8减小到p1 = 0.5时爆发蜕化。

  不引荐将参考值进一步下降到0.5以下,由于开闭频率的倍数尖峰着手增加,况且基波分量也会下降。

  图5显示了Dialog CMIC SLG46620奈何正在全盘计划中阐发性能。CMIC的根本操作是天生随机PWM调制信号,该信号施加正在逆变器功率级中运用的开闭装配的栅绝顶子处。

  逆变器输出电压的基频抉择为50 Hz。抉择SLG46220是由于它供应了足够的资源来奉行预期的安排。矩阵0和1安排不同如图6和图7所示。正在矩阵0中,通过以级联(concatenated)方法接连DFF,并正在反应环道中运用异或门天生伪随机信号(PBRS)P0,如图6所示。DFF由来自振荡器模块OUT0的12.5kHz时钟信号驱动。

  对待锯齿载波信号的天生,提倡运用FSM块。正在UP = 0的设定形式下修设的FSM0和FSM1不同由计数器CNT1/DLY1和CNT3/DLY3馈遗,天生频率为1.6875MHz的脉冲。两个FSM中的计数器值设立为134(输出周期80 us),以完毕所需的12.5 kHz分立锯齿信号。为了正在两个锯齿信号之间完毕180 °C相移,正在FSM1运用由CNT9/DLY9馈遗的管道延迟40μs后,启用FSM0。

  两个锯齿波载波信号通过FSM0和FSM1的Q字节输出端口馈入DCMP0和DCMP1,与恒定参考信号(正在寄存器DCMP0和DCMP1内修设)实行比拟,如图7所示。因为计数器运转抵达值134,参考值相对待134给出,比如67等于0.5(67/134)的值。两个DCMP(p5和p6)的输出进一步与来自LFSR(p4)的输出信号及其反相值(p7)一道通报到两个AND门。向或门馈入这些AND门的输出,以随机得回DCMP的两个输出之一。或门的输出(p10)还进一步用于调制逆变器的驱动信号。

  计数器CNT0 / DLY0被修设为天生周期为10ms的脉冲,以便天生50Hz频率(基波)的输出电压。这些脉冲被馈遗到以反相形式修设的DFF,输出反应到输入,以天生50Hz方波脉冲序列。为确保象征为p11至p16的输出脉冲相位相差60 °C,提倡运用管道延迟模块。将计数器CNT5/DLY5、CNT6/DLY6和CNT7/DLY7级联以供应周期为3.33ms的脉冲。这些脉冲通过非门馈入管道延迟,由于管道延迟通过阴谋输入上升沿的数目出现延迟,而计数器通过复位输入复位为0,天生反复的降落沿,周期为3.33 ms。输出0和1的管道延迟不同为输入脉冲供应3.33 ms和6.66 ms的时辰延迟。三个信号,即管道延迟的输入和两个延迟输出,被进一步反相,以供应互相相移60°的共6个脉冲(p11-p16)。这些50 Hz、60?C相移脉冲与随机脉冲序列(p10)一道进一步被通报到AND门,为3相逆变器供应最终驱动信号。

  咱们拓荒了图8中刻画的硬件原型,以试验验证所提出的RPWM计划。为确保统一岔道中的两个开闭不会同时翻开,咱们正在硬件中天生了一个死区。

  正在图10中,显示了输出相间电压信号Vab(黄色)和Vac(蓝色)。其余,还显示了参考值≈0.8(107/134)的Vab(赤色)的FFT图。虽然频谱中的扩展是显着的,然而如外面所示,寓目到两倍于开闭频率的尖峰,即25kHz。

  图11显示了参考值= 0.5(67/134)时的输出相间电压信号Vab(黄色)和Vac(蓝色)以及Vab(赤色)的FFT图。能够看到频谱变得更平整,况且完毕了明显的扩散。

  能够运用分歧的本领天生用于三相逆变器的RPWM信号,平常正在工业使用中运用较贵的DSP和FPGA来完毕愿望的结果。正在本使用条记中,咱们先容了运用低本钱Dialog SLG46620 CMIC完毕针对三相逆变器使用的RPWM天生本领。通过适当的模仿和试验结果,一经确定所提出的本领是有用的,SLG46620 IC供应了足够的资源来完毕预期的结果。

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