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驱动电路设计(六)——驱动器的自举电源动态过程

2025-6-19 13:56| 发布者: 闪电| 查看: 9| 评论: 0

摘要: 自举电路在电平位移驱动电路应用很广泛,电路非常简单,成本低,而且有很多实际案例可以抄作业,不过,由于系统往往存在特殊或极端工况,如设计不当调制频率或占空比不足以刷新自举电容器上电荷,电容上的电压不够, ...



从上面公式还可以看出,达到平均电压的时间与电容大小也有关,电容小则时间短,可以比较粉红色绿色的平均电压建立过程曲线。


图3. 开关的占空比与自举电容


图4中显示了两种占空比:


1. Rboot=220Ω、Cboot=1µF、D=10%,红色曲线;


2. Rboot=220Ω、Cboot=1µF、D=30%,粉红色曲线;


看到占空比是10%时,时间常数是2.2ms,当占空比提高到30%时,时间常数只有733μs.


按照上一篇文章的稳态讨论结论:

QTOT=QG+Ileak*TOFF=QG+Ileak*(1-D)*TS

QTOT在低占空比时会增加。在这种情况下,就需要采用较大的自举电容器,以控制纹波和增加平均电压时间常数。


自举电压与基波的关系


由于有自举电阻和电容存在,可以认为其是占空比变化的自适应滤波器。以正弦调制加3次谐波注入的为例,在仿真中,一个基于正弦波基波加上3次谐波调制的PWM信号被送到电路中(TS=50µs,频率=fe)。


图4显示了不同输出频率下的预期(计算值)VBS。占空比用角度表示(等于2πfe,其中fe为输出频率)的函数(正弦+3次谐波),该角度从0°到360°。


图4. 不同输出频率下的VBS


系统的不同输出频率也会影响自举电压值,即不同fe得到的VBS电压,基波频率低,自举电压纹波就大。黄色曲线VBS(DC)代表使用前面提到的静态方程时得到的曲线,是最最严酷的工况。


本文的例子是使用三相空间矢量(或三相正弦波+3次谐波)调制的情况。其他类型的调制时的工况需要另外分析。


图片

 结论: 

自举电源的电压会比驱动电路的供电电源电压VCC要低,其电压降取决于自举电阻的压降和自举电容上的纹波;

自举平均电压建立的时间常数由占空比、自举电容和电阻决定;

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