某伺服PWM驅動(dòng)系統中低通功率濾波電路優(yōu)化設計

如圖3所示，功率設計軟件自動(dòng)計算在開(kāi)關(guān)頻率下最大紋波和電源電壓比值，并轉換成dB衰減比，然后根據開(kāi)關(guān)頻率和截止頻率的數值，計算出濾波電路級數的推薦值，并采取四舍五入的方法求整N(recommended)。緊接著(zhù)計算匹配網(wǎng)絡(luò )(Matching Network)的相關(guān)數值，目的是使濾波電路輸出端原來(lái)的電抗性負載現轉換為阻性負載。圖3提供了3種濾波電路拓撲結構的參數值，分別是雙電容濾波電路拓撲結構、單端接地濾波電路拓撲結構和分割電感濾波電路拓撲結構。如圖4所示，該設計采用的是分割電感濾波電路拓撲結構。

如圖5所示，由于實(shí)際所使用的電容類(lèi)型不同可以導致寄生參數有所不同，可能會(huì )影響到濾波電路的輸出響應，所以必須根據實(shí)際使用的電容類(lèi)型，設置相應精確的寄生參數值，圖5中寄生參數值采用的是默認塑料電容參考值。

3 PWM功率濾波電路性能分析
當所有PWM功率濾波電路參數設置合理后，軟件根據先前所設置的信號頻率范圍進(jìn)行頻率掃描，其結果可提供進(jìn)一步的性能分析。
如圖6所示，圖6(a)是Fmax設置為1 kHz的頻率掃描圖像，該濾波大約在0．72 kHz處出現尖峰，這是由于設置了匹配網(wǎng)絡(luò )而造成的，若取消匹配網(wǎng)絡(luò )則峰值消失，但濾波電路的終端需為純阻性負載，否則濾波電路的輸出響應不再是常數。圖 6(b)是當Fmax重新設置為1．5 kHz的頻率掃描圖像。圖6(c)是l．5 kHz取消匹配網(wǎng)絡(luò )的濾波衰減波特圖，此時(shí)雖無(wú)峰值，然而由于負載呈電抗性，1 kHz的衰減值已不是常數。