某伺服PWM驅(qū)動系統(tǒng)中低通功率濾波電路優(yōu)化設(shè)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(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)計算差。

如圖8所示，隨著頻率增加，負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)增加是由于負載上的電流和電壓隨著頻率有所增加，如果對最終輸出有很大影響的話，可以在電路中設(shè)置一個簡單的可調(diào)增益來補償該點。

如圖9所示，軟件可以通過頻率掃描分析計算各元件的應(yīng)力值，圖中顯示了C1的3個峰值電壓，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。在這個設(shè)計中C1無需雙極性電容，但在某些設(shè)計中，峰值可能會出現(xiàn)負值，此時必須使用雙極性電容。
如圖10所示，濾波電路會帶來相位移。當(dāng)反饋信號直接從PWM放大器的輸出端采樣時這常不是問題，然而在該伺服平臺設(shè)計中，反饋從濾波電路后面取，會引入相位移，影響系統(tǒng)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，可以增加Fmax和Fcutoff的分頻比例，相位移將會減小，除此之外減小濾波電路的級數(shù)也會減小相位移。