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，在掃描頻率段內效率僅2％的變化，大部分頻帶內仍有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)改變而引起的數學(xué)計算差。

如圖8所示，隨著(zhù)頻率增加，負載上的視在功率增加的比例不大，通過(guò)其他圖表的研究，發(fā)現增加是由于負載上的電流和電壓隨著(zhù)頻率有所增加，如果對最終輸出有很大影響的話(huà)，可以在電路中設置一個(gè)簡(jiǎn)單的可調增益來(lái)補償該點(diǎn)。

如圖9所示，軟件可以通過(guò)頻率掃描分析計算各元件的應力值，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)設計中C1無(wú)需雙極性電容，但在某些設計中，峰值可能會(huì )出現負值，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(lái)相位移。當反饋信號直接從PWM放大器的輸出端采樣時(shí)這常不是問(wèn)題，然而在該伺服平臺設計中，反饋從濾波電路后面取，會(huì )引入相位移，影響系統的相角裕度，圖10顯示了負載中電壓和電流的相位移，如果對最終輸出有很大影響的話(huà)，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數也會(huì )減小相位移。