EPAD MOSFET 專為實(shí)現(xiàn)器件電氣特性的出色匹配而設(shè)計(jì)。這些器件專為實(shí)現(xiàn)最小失調(diào)電壓和差分熱響應(yīng)而構(gòu)建。由于集成在同一塊單片芯片上,它們還具有出色的溫度系數(shù)跟蹤特性。
在電路設(shè)計(jì)中追求更低的工作電壓和更低的功耗水平是一種趨勢(shì),這給電氣工程師帶來(lái)了艱巨的挑戰(zhàn),因?yàn)樗麄冇龅搅嘶景雽?dǎo)體器件特性對(duì)他們施加的限制。長(zhǎng)期以來(lái),工程師們一直將這些特性視為基本特性,并且可能阻礙了他們將可用電壓范圍最大化,否則會(huì)使新電路獲得成功。
有時(shí),一項(xiàng)引發(fā)根本性或戲劇性進(jìn)步的技術(shù)或技術(shù)很快就會(huì)被最初創(chuàng)新的變化或改進(jìn)所取代,鍺基晶體管就是一個(gè)很好的例子。75 年前的 1947 年,當(dāng)約翰·巴丁 (John Bardeen)、沃爾特·布拉頓 (Walter Brattain) 和威廉·肖克利 (William Schockley) 開(kāi)發(fā)并展示了第一個(gè)晶體管(一種點(diǎn)接觸器件)時(shí),固態(tài)和現(xiàn)代電子時(shí)代誕生了。他們的晶體管使用摻雜的鍺,金箔觸點(diǎn)用小彈簧推到表面。
如今,從 PDA 和智能手機(jī)到醫(yī)療設(shè)備和測(cè)試設(shè)備,所有手持設(shè)備都觸手可及,因此我們需要它們盡可能長(zhǎng)時(shí)間地使用就不足為奇了。 然而,一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是運(yùn)算放大器的速度,因?yàn)榈凸耐ǔR馕吨邢薜乃俣龋鐜捄娃D(zhuǎn)換率。我說(shuō)“通常”是因?yàn)橛欣?,我們將在此處討論?/p>
我在看我已經(jīng)使用了幾年的 Brother 噴墨打印機(jī)時(shí),注意到它的軟開(kāi)/關(guān)開(kāi)關(guān)正上方有一個(gè)不起眼的綠色 LED。這個(gè) LED 有一個(gè)有趣的占空比:它關(guān)閉大約三秒鐘,然后在大約一秒鐘內(nèi)逐漸增加到最大強(qiáng)度,同樣在大約一秒鐘內(nèi)衰減回完全關(guān)閉,然后隨著循環(huán)再次開(kāi)始而變暗). 只要打印機(jī)名義上打開(kāi)并準(zhǔn)備就緒,它就會(huì)重復(fù)此循環(huán),無(wú)論它是在打印還是處于靜止模式。
那么,哪種 PWM 技術(shù)最適合您的電機(jī)控制應(yīng)用?當(dāng)然有很多選擇可供選擇,每一種都具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。在關(guān)于該主題的最后一篇文章中,我們將討論直流和交流電機(jī)的再生。由于電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車的普及,這在過(guò)去十年中已成為一個(gè)更加相關(guān)的話題。在這些應(yīng)用中,再生發(fā)生在直流母線中,最終連接到車輛中的直流電池組。但我們將在這篇文章中看到,我們也可以將其再生回交流電源,例如交流電網(wǎng)。
那么,哪種 PWM 技術(shù)最適合您的電機(jī)控制應(yīng)用?希望到現(xiàn)在為止,您已經(jīng)了解 PWM 過(guò)程的用途有多么廣泛,以及該過(guò)程中的細(xì)微變化如何對(duì)電機(jī)性能產(chǎn)生巨大影響。在之前有關(guān)該主題的文章中,我僅討論了適用于 H 橋中直流電機(jī)的技術(shù)。但在這篇文章中,讓我們將討論擴(kuò)展到多相電機(jī)。要將這些技術(shù)應(yīng)用于三相逆變器,我們所要做的就是再添加一個(gè)半橋。
那么,哪種 PWM 技術(shù)最適合您的電機(jī)控制應(yīng)用?到目前為止,您可能已經(jīng)猜到?jīng)]有“一種”PWM 技術(shù)對(duì)所有應(yīng)用都是最佳的。但是我們今天要討論的技術(shù)非常接近。它被稱為單極 4 象限 PWM 技術(shù)(形式 II)。
那么,哪種 PWM 技術(shù)最適合您的電機(jī)控制應(yīng)用?到目前為止,我們已經(jīng)研究了三種不同的 PWM 技術(shù)。有些可以將能量再生回直流電源,有些則不能。但它們都有一個(gè)共同特征:?jiǎn)螛O電壓波形。換句話說(shuō),對(duì)于任何給定的 PWM 周期,電機(jī)電壓波形在 Vbus 和地之間或 –Vbus 和地之間轉(zhuǎn)換。在這篇文章中,我們將研究雙極PWM 技術(shù)的主張。對(duì)于每個(gè) PWM 周期,電機(jī)電壓波形在 Vbus 和 –Vbus 之間轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生的電機(jī)電壓波形幅度是單極 PWM 的兩倍。為此,我們將連接 H 橋。
PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過(guò)高分辨率計(jì)數(shù)器的使用,方波的占空比被調(diào)制用來(lái)對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。PWM信號(hào)仍然是數(shù)字的,因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻,滿幅值的直流供電要么完全有(ON),要么完全無(wú)(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。通的時(shí)候即是直流供電被加到負(fù)載上的時(shí)候,斷的時(shí)候即是供電被斷開(kāi)的時(shí)候。只要帶寬足夠,任何模擬值都可以使用PWM進(jìn)行編碼。
當(dāng)同時(shí)需要高直流精度和高帶寬時(shí),可能難以實(shí)現(xiàn)。工程師常常面對(duì)各種挑戰(zhàn),需要不斷開(kāi)發(fā)新應(yīng)用,以滿足廣泛的需求。一般來(lái)說(shuō),這些需求很難同時(shí)滿足。例如一款高速、高壓運(yùn)算放大器(運(yùn)放),同時(shí)還具有高輸出功率,以及同樣 出色的直流精度、噪聲和失真性能。市面上很少能見(jiàn)到兼具所有這些特性的運(yùn)算放大器。根據(jù)電路配置,有幾種有效的方法,包括構(gòu)建復(fù)合放大器或圍繞高速放大器實(shí)施伺服環(huán)路。
那么,哪種 PWM 技術(shù)最適合您的電機(jī)控制應(yīng)用?在之前的文章中,我們研究了單象限 PWM 技術(shù),它非常適合成本極其敏感的電機(jī)控制應(yīng)用,在這些應(yīng)用中,您希望通過(guò)改變 PWM 信號(hào)的占空比來(lái)控制電機(jī)的速度。但是電機(jī)只能在一個(gè)方向上旋轉(zhuǎn),并在同一方向上產(chǎn)生扭矩。我們還介紹了“H 橋”作為研究其他 PWM 拓?fù)涞奶濉?/p>
隨著帶寬的不斷增加,有線和無(wú)線基礎(chǔ)電信系統(tǒng)中的放松管制和競(jìng)爭(zhēng)推動(dòng)了對(duì)于低成本設(shè)備解決方案的需求。電信設(shè)備電源管理要求中需要應(yīng)對(duì)的挑戰(zhàn)不斷增加,這就愈加要求設(shè)計(jì)人員能夠?yàn)楦鞣N數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (FPGA)、專用集成電路 (ASIC) 和微處理器提供更多的電壓軌。
作為工程師,我們面臨設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)時(shí)也要對(duì)呈現(xiàn)在我們面前各種選項(xiàng)做出權(quán)衡。對(duì)于新一代智能手機(jī)或平板電腦的設(shè)計(jì),還要用前一代機(jī)型使用的電源嗎?或者我應(yīng)該采用能夠?qū)崿F(xiàn)更高性能與更便捷系統(tǒng)集成的較新電源?在新應(yīng)用中設(shè)計(jì)重復(fù)利用與優(yōu)化老式設(shè)計(jì)相比,有多大的價(jià)值?我該使用已嘗試過(guò)的東西還是選擇高新技術(shù)?
在儀器儀表系統(tǒng)中,常常需要將檢測(cè)到的連續(xù)變化的模擬量如:溫度、壓力、流量、速度、光強(qiáng)等轉(zhuǎn)變成離散的數(shù)字量,才能輸入到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理。這些模擬量經(jīng)過(guò)傳感器轉(zhuǎn)變成電信號(hào)(一般為電壓信號(hào)),經(jīng)過(guò)放大器放大后,就需要經(jīng)過(guò)一定的處理變成數(shù)字量。實(shí)現(xiàn)模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)變的設(shè)備通常稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),簡(jiǎn)稱A/D。