电源和控制电路设计的系统架构选择

如何选择合乎总体目标系统软件规格型号及其规范的相对应架构、电源电路和元器件呢？

这种是由电源电路达到在高效率、网络带宽和精密度层面给予系统软件所需特性，另外又达到安全性隔离规定来决策的。文中讨论了系统软件架构挑选对开关电源和控制电路原理及其系统软件特性的危害。隔离架构大家关注的难题是您需要依据客户给予的指令，安全性地控制从交流电到负荷的能量流动。

控制系统软件中的隔离架构安全系数规定是，客户给出电源电路务必与输出功率电源电路上的风险工作电压开展电位差隔离。架构管理决策在于隔离栅置放在给出和控制电源电路中间或是控制和输出功率电源电路中间。在电源电路中间引进隔离栅会危害信号一致性并提升成本费。

仿真模拟意见反馈信号的隔离特别是在艰难，由于传统式变电器方式会抑止直流电信号份量并引进离散系统。低速档时的数据信号隔离非常简易，但在快速或需要低延迟时间的时候十分艰难，而且用电量极大。带3相逆变器的系统软件中的开关电源隔离尤其艰难，由于有好几个开关电源域联接至电路。电路有四个不一样域，这种域需相互之间需要多功能性隔离；因此高档栅压推动和绕阻电流信号需要与控制电源电路多功能性隔离，即便二者很有可能与输出功率地共地。

非隔离式控制架构非隔离式控制架构在控制和电路中间存有一同的接地装置联接。那样电动机控制 ADC 可获得电路中的全部信号。电机绕组电流注入低侧逆变器臂时，ADC 在根据管理中心的PWM信号的圆心处开展取样。低侧 IGBT 栅压的控制器能够是简易的非隔离式，但 PWM 信号须经过具备多功能性隔离或脉冲信号挪动变换完成与三个高侧 IGBT 栅压隔离。

指令和控制电源电路中间的隔离导致的多元性在于最后运用，但一般涉及到应用单独系统软件和通讯CPU。简易CPU就可以管理方法前边板接口并在慢速度串行通信上推送速率指令的架构在家庭用机器设备或中低端工业生产运用中能够接纳。因为指令插口的带宽测试规定，非隔离式架构在用以智能机器人和自动化应用的性能卓越控制器中较罕见。隔离式控制架构隔离式控制架构在控制和指令电源电路中间存有一同的接地装置联接。这促使控制和指令插口中间能够完成十分密切的藕合，而且可应用单独CPU。隔离难题转到开关电源逆变器信号上去，进而产生一系列不一样挑戰。栅压推动信号需要相对性快速的数据隔离来达到逆变器的时钟频率规定。因为存有十分高的工作电压，带磁或电子光学藕合的控制器在隔离规定非常高的逆变器运用中主要表现优良。直流电母相电压隔离电源电路的规定则适度，这是由于其需要的采样率和网络带宽较低。电动机电流意见反馈是性能卓越控制器中较大的难点，由于其需要带宽测试和线形隔离。

电流电压互感器(CT)是好的挑选，由于他们给予的隔离信号可以轻轻松松精确测量。CT在低电流时具备离散系统，不容易传送直流电源平，但普遍用以中低端逆变器中。CT还用以带非隔离式控制架构的功率大的逆变器，由于这种场所下选用分离电阻器取样会造成耗损很大。开环增益和闭环控制霍尔效应电流感应器可精确测量沟通交流信号，因而更合适高档控制器，但受失衡危害。感性负载分流器可给予带宽测试、线形信号，并且偏位低，但需要与带宽测试、低偏位隔离放大仪相符合。一般，电动机控制AD C可立即取样隔离电流信号，但下一节叙述的取代精确测量架构可将隔离难题迁移到数据域，而且可以大幅度提高特性。

Sinc 过滤器相频特性曲线图解释说明了适合的主要参数挑选怎样可以使过滤器抑止电流取样中的 PWM开 关谐波失真。