采用SiC MOSFET,如何設(shè)計一種電路驅(qū)動大功率電燈或電動機?
【導(dǎo)讀】改變大功率電燈或電動機亮度的最佳技術(shù)之一就是脈寬調(diào)制(PWM)。在汽車電子系統(tǒng)中,一段時間以來,控制單元已使用PWM命令來對各
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改變大功率電燈或電動機亮度的最佳技術(shù)之一就是脈寬調(diào)制(PWM)。在汽車電子系統(tǒng)中,一段時間以來,控制單元已使用PWM命令來對各種執(zhí)行器進行控制和管理。例如,柴油機壓力調(diào)節(jié)器、電風(fēng)扇和前照燈的亮度就采用PWM信號進行管理。利用周期性信號驅(qū)動負載,電路的效率就非常高,所有產(chǎn)生的功率就都能傳輸?shù)截撦d,也即損耗幾乎為零。通過使用SiC MOSFET作為開關(guān)元件,總效率將會更高。
設(shè)備
本文要講的電路是一個簡單的DC電源穩(wěn)壓器,可承受24V的強大負載。顯然,電壓可以通過調(diào)整PCB的特性來進行改變。它可以用于改變燈的亮度或加快或降低DC電動機的速度。邏輯操作由MCU執(zhí)行。電源的調(diào)節(jié)操作通過兩個按鈕管理。占空比的大小通過一個LED二極管監(jiān)控。
PWM信號
PWM信號是具有可變“占空比”的方波(圖1),可以通過調(diào)制占空比而利用它來控制電氣負載(在本例中為執(zhí)行器或電動機)所吸收的功率。PWM信號的特征是固定頻率和可變占空比?!罢伎毡取笔欠讲ǔ尸F(xiàn)“高”電平的時間與周期T之比,其中“T”是頻率的倒數(shù):T=1/f。例如:
50%占空比所對應(yīng)的方波,在50%的時間內(nèi)保持高電平,而在其余50%的時間內(nèi)保持低電平;
10%占空比所對應(yīng)的方波,在10%的時間內(nèi)保持高電平,而在其余90%的時間內(nèi)保持低電平;
90%占空比所對應(yīng)的方波,在90%的時間內(nèi)保持高電平,而在其余10%的時間內(nèi)保持低電平;
100%占空比所對應(yīng)的信號始終為高電平;
0%占空比所對應(yīng)的信號始終為低電平。
為了更清楚起見,如果考慮上述最后兩種情況,則占空比等于0%表示脈沖持續(xù)時間為零(實際上是無信號),而接近100%的值表示最大信號傳輸,也即受控設(shè)備獲得完整、恒定的電源。