有刷電機驅動器的功耗計算方法

 

②PWM驅動時的功耗計算

 

首先
，請看PWM驅動時的工作等效電路及其工作電壓和電流波形。工作等效電路的左側是施加電壓時各MOSFET的狀態示例，右側是電流再生時各MOSFET的狀態示例（省略了不影響工作的MOSFET）。

 

 

對於輸出OUT1來說，一個PWM周期（tpwm）中的工作分為以下四個部分：

 

・tr：從低電平轉換為高電平的時間

・tdr：維持高電平並供給電流的時間

・tf：從高電平轉換為低電平的時間

・trc：維持低電平並再生電流的時間

 

而對於輸出OUT2來說，則始終處於低電平工作狀態。

 

為(wei)便(bian)於(yu)思(si)考(kao)，假(jia)設(she)在(zai)這(zhe)些(xie)工(gong)作(zuo)中(zhong)當(dang)輸(shu)出(chu)從(cong)高(gao)電(dian)平(ping)轉(zhuan)換(huan)為(wei)低(di)電(dian)平(ping)或(huo)從(cong)低(di)電(dian)平(ping)轉(zhuan)換(huan)為(wei)高(gao)電(dian)平(ping)時(shi)的(de)電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua)是(shi)直(zhi)線(xian)

，而(er)在(zai)此(ci)期(qi)間(jian)電(dian)流(liu)恒(heng)定(ding)不(bu)變(bian)。此(ci)外(wai)，設(she)施(shi)加(jia)電(dian)壓(ya)時(shi)和(he)電(dian)流(liu)再(zai)生(sheng)時(shi)的(de)電(dian)流(liu)變(bian)化(hua)也(ye)是(shi)直(zhi)線(xian)（參見上圖中的波形）。

 

電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua)部(bu)分(fen)的(de)能(neng)耗(hao)是(shi)電(dian)壓(ya)部(bu)分(fen)的(de)時(shi)間(jian)函(han)數(shu)與(yu)電(dian)流(liu)部(bu)分(fen)的(de)時(shi)間(jian)函(han)數(shu)的(de)積(ji)在(zai)時(shi)間(jian)區(qu)間(jian)內(nei)的(de)積(ji)分(fen)。電(dian)流(liu)變(bian)化(hua)部(bu)分(fen)的(de)功(gong)耗(hao)是(shi)電(dian)流(liu)部(bu)分(fen)的(de)時(shi)間(jian)函(han)數(shu)的(de)平(ping)方(fang)與(yu)總(zong)電(dian)阻(zu)的(de)積(ji)在(zai)時(shi)間(jian)區(qu)間(jian)內(nei)的(de)積(ji)分(fen)。

 

tr部分的能耗Er為：

 

 

tf部分的能耗Ef為：

 

 

tdr部分的能耗Edr為：

 

 

trc部分的能耗Erc為：

 

 

輸出功耗Pc_ot通過將這四部分相加並除以總時間來計算：

 

 

在此基礎上，輸出電流加上由電源供給的電路電流Icc與電源電壓Vcc之積，即可得到總功耗Pc。

 

 

當tr和tf相對於tpwm足夠小、電流幾乎沒有變化且ip1 = ip2時
，功率由以下公式計算：

 

 

也就是說，在一個PWM工gong作zuo周zhou期qi內nei，電dian流liu回hui路lu中zhong驅qu動dong時shi段duan與yu再zai生sheng時shi段duan的de變bian化hua所suo產chan生sheng的de功gong耗hao，就jiu是shi在zai這zhe個ge周zhou期qi內nei，驅qu動dong時shi段duan與yu再zai生sheng時shi段duan各ge自zi的de時shi間jian占zhan比bi內nei功gong耗hao的de和he。

 

有刷電機驅動器的PWM驅動施加的是脈衝而不是像有刷電機驅動器恒壓驅動那樣施加恒定電壓，因此有刷電機驅動器PWM驅動的計算公式有些複雜，希望能以此為例來理解其思路。

 

 

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