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随机PWM可降低噪声并减少三相逆变器应用中的辐射(二)

2020.10.05
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

参考值的选择

参考信号p1提供了一种根据主观声响应控制特定应用的逆变器输出的频谱内容的方法。从1到0.5的参考值变化使频谱内容变平,从而减轻了开关频率倍数处的尖峰。不过,这也降低了信号基波分量的幅度。图4显示了对于Vdc = 312V和载波频率= 12.5kHz,输出相间电压的频谱内容如何在参考值从p1 = 0.8减小到p1 = 0.5时发生变化。

随机PWM可降低噪声并减少三相逆变器应用中的辐射

图4:频谱随参考值的变化而变化

不推荐将参考值进一步降低到0.5以下,因为开关频率的倍数尖峰开始增多,而且基波分量也会降低。

GreenPAK 设计

随机PWM可降低噪声并减少三相逆变器应用中的辐射

图5:SLG46620在RPWM方案中的角色

图5显示了Dialog CMIC SLG46620如何在整个方案中发挥功能。CMIC的基本操作是生成随机PWM调制信号,该信号施加在逆变器功率级中使用的开关装置的栅极端子处。

随机PWM可降低噪声并减少三相逆变器应用中的辐射

图6:设计矩阵0

随机PWM可降低噪声并减少三相逆变器应用中的辐射

图7:设计矩阵1

逆变器输出电压的基频选择为50 Hz。选择SLG46220是因为它提供了足够的资源来执行预期的设计。矩阵0和1设计分别如图6和图7所示。在矩阵0中,通过以级联(concatenated)方式连接DFF,并在反馈环路中使用异或门生成伪随机信号(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。

对于锯齿载波信号的生成,建议使用FSM块。在UP = 0的设定模式下配置的FSM0和FSM1分别由计数器CNT1/DLY1和CNT3/DLY3馈送,生成频率为1.6875MHz的脉冲。两个FSM中的计数器值设置为134(输出周期80 us),以实现所需的12.5 kHz分立锯齿信号。为了在两个锯齿信号之间实现180 °C相移,在FSM1使用由CNT9/DLY9馈送的管道延迟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(在寄存器DCMP0和DCMP1内配置)进行比较,如图7所示。由于计数器运行达到值134,参考值相对于134给出,例如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)一起传递到两个AND门。向或门馈入这些AND门的输出,以随机获得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被配置为生成周期为10ms的脉冲,以便生成50Hz频率(基波)的输出电压。这些脉冲被馈送到以反相模式配置的DFF,输出反馈到输入,以生成50Hz方波脉冲序列。为确保标记为p11至p16的输出脉冲相位相差60 °C,建议使用管道延迟模块。将计数器CNT5/DLY5、CNT6/DLY6和CNT7/DLY7级联以提供周期为3.33ms的脉冲。这些脉冲通过非门馈入管道延迟,因为管道延迟通过计算输入上升沿的数量产生延迟,而计数器通过复位输入复位为0,生成重复的下降沿,周期为3.33 ms。输出0和1的管道延迟分别为输入脉冲提供3.33 ms和6.66 ms的时间延迟。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,以提供彼此相移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)一起进一步被传递到AND门,为3相逆变器提供最终驱动信号。


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