采用SiC MOSFET,如何设计一种电路驱动大功率电灯或电动机?
发布日期:2021-05-11 14:38:25 来源:
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【导读】改变大功率电灯或电动机亮度的最佳技术之一就是脉宽调制(PWM)。在汽车电子系统中,一段时间以来,控制单元已使用PWM命令来对各
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改变大功率电灯或电动机亮度的最佳技术之一就是脉宽调制(PWM)。在汽车电子系统中,一段时间以来,控制单元已使用PWM命令来对各种执行器进行控制和管理。例如,柴油机压力调节器、电风扇和前照灯的亮度就采用PWM信号进行管理。利用周期性信号驱动负载,电路的效率就非常高,所有产生的功率就都能传输到负载,也即损耗几乎为零。通过使用SiC MOSFET作为开关元件,总效率将会更高。
设备
本文要讲的电路是一个简单的DC电源稳压器,可承受24V的强大负载。显然,电压可以通过调整PCB的特性来进行改变。它可以用于改变灯的亮度或加快或降低DC电动机的速度。逻辑操作由MCU执行。电源的调节操作通过两个按钮管理。占空比的大小通过一个LED二极管监控。
PWM信号
PWM信号是具有可变“占空比”的方波(图1),可以通过调制占空比而利用它来控制电气负载(在本例中为执行器或电动机)所吸收的功率。PWM信号的特征是固定频率和可变占空比。“占空比”是方波呈现“高”电平的时间与周期T之比,其中“T”是频率的倒数:T=1/f。例如:
50%占空比所对应的方波,在50%的时间内保持高电平,而在其余50%的时间内保持低电平;
10%占空比所对应的方波,在10%的时间内保持高电平,而在其余90%的时间内保持低电平;
90%占空比所对应的方波,在90%的时间内保持高电平,而在其余10%的时间内保持低电平;
100%占空比所对应的信号始终为高电平;
0%占空比所对应的信号始终为低电平。
为了更清楚起见,如果考虑上述最后两种情况,则占空比等于0%表示脉冲持续时间为零(实际上是无信号),而接近100%的值表示最大信号传输,也即受控设备获得完整、恒定的电源。