ZHDA056 February 2026 DRV8163-Q1 , DRV8263-Q1 , LM61495-Q1 , LM70880-Q1 , LM74500-Q1 , LMR36503-Q1 , MCF8329A-Q1 , TLIN4029A-Q1
隨著我們增加壓擺率以減少開關期間的功率耗散,意外的后果是 PWM 基頻的高頻諧波能量增加。
如果上升沿和下降沿非常快,則 PWM 電壓可以模擬為方波信號或矩形信號,其公開的諧波取決于基波周期和占空比。轉換較慢時,PWM 電壓模擬為梯形信號。如圖 4-6 所示,電壓頻譜包絡圖有兩個滾降頻率:第一個滾降頻率由占空比設置的導通時間 τ 決定,第二個滾降頻率由取決于壓擺率設置的上升時間 τr 決定。
圖 4-6 梯形 PWM 信號與諧波頻率包絡之間的關系 [1]實驗結果說明了壓擺率與發(fā)射振幅之間的這種理論關系,如下面的比較所示。我們使用與熱實驗相同的測試條件,測量 48V 電機驅動器在 150kHz 至 10MHz 范圍內的傳導發(fā)射。
圖 4-7 壓擺率 180V/us(左)與 20V/us(右)的發(fā)射比較左圖顯示壓擺率為 180V/us 時測量的發(fā)射。右圖顯示壓擺率為 20V/us 時的發(fā)射。壓擺率較快的發(fā)射顯著高于壓擺率較慢的發(fā)射。右圖中的虛線(較慢的壓擺率)重現(xiàn)了較快壓擺率發(fā)射的包絡。400kHz 至 4MHz 頻段的發(fā)射降幅約為 20dB 量級。
由 DRV8363-Q1 驅動的無刷電機的輻射發(fā)射中可看到類似的效果。下圖展示 BLDC 電機在 48V 電源電壓下運行時的兩個頻譜。左圖中,驅動器級 MOSFET 的柵極電流設置為 250mA(充電)和 500mA(放電),從而實現(xiàn)相對較快的壓擺率。右圖中,柵極電流減小,導致轉換速度變慢,發(fā)射特性如預期得到改善。
圖 4-8 采用 BLDC 電機時的輻射發(fā)射因此,雖然快速轉換有利于降低功率耗散并可簡化熱設計,但在電磁兼容性方面,較慢的壓擺率更為理想。設計人員將通過考慮總體系統(tǒng)(包括散熱措施和減少排放的最佳實踐)來找到平衡。