Componente fundamental de la salida del inversor Sinusoidal PWM

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En"Aplicaciones y diseño de convertidores de electrónica de Ned Mohan Power", "el promedio instantáneo de la salida PWM sinusoidal (durante un período de tiempo de la onda portadora) es el mismo que el componente de frecuencia fundamental en la señal". No puedo pensar cómo, el promedio instantáneo se relaciona con solo un componente de frecuencia fundamental, ya que el promedio instantáneo puede incluir cualquier componente de variación lenta (contribución de señal de baja frecuencia), mientras que los de alta frecuencia cercanos a la frecuencia de conmutación se ponen a cero en un período de tiempo. El índice de modulación de frecuencia 'mf' cuando se elige apropiadamente, es impar, por lo que la salida se convierte en simétrica impar (solo componentes sinusoidales) y simétrica en media onda (solo en componentes armónicos impares), la tercera armónica puede interferir. ¿Cómo podemos asegurarnos de que la salida no contenga el 3er armónico, que también si contiene, sería menos comparado con el fundamental? Por favor, ayúdame a entender esto ...

    
pregunta Wupadrasta Santosh

3 respuestas

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Tal vez esta imagen ayude: -

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Hay tres formas de onda: -

  • Sinewave básico (rojo)
  • Onda de triángulo en la frecuencia PWM (un triángulo se produce en un ciclo de conmutación) en verde
  • Forma de onda PWM en la parte inferior de la imagen (azul)

Si observa la forma de onda PWM (azul) y promedia el contenido alto / bajo en cada ciclo de conmutación, obtendrá valores numéricos variables que siguieron la forma de onda básica de la onda sinusoidal. Ciclo de conmutación: -

Entonces,paraelprimerciclo,elpromedioesdeaproximadamenteel25%y,paraelsegundociclo,elpromedioesdeaproximadamenteel60%.Nonecesitaunacalculadoraparaestimaresto,solousesusojosypregúntesequépartedelaformadeondaes"alta" en un ciclo de conmutación particular, luego pase a la siguiente.

No tiene nada que ver con la modulación de frecuencia o los armónicos, simplemente promediando. Los promedios se pueden realizar mediante combinaciones básicas de resistencia, inductor y condensador, también conocidos como "filtros de paso bajo".

    
respondido por el Andy aka
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Para complementar a Andy aka ...

La cita en cuestión.

  

Promedio instantáneo de la salida PWM sinusoidal (durante un período de tiempo de   onda portadora) es el mismo que el componente de frecuencia fundamental en el   señal

Toma una onda sinusoidal de 10V pk y toma una señal PWM que alterna entre + 15V y -15V.

A cero grados (o la base de tiempo equivalente): una sinwave tendrá una amplitud de ... 0. Ahora tome un PWM asociado que se usaría para sintetizar una onda sinusoidal en este momento. En este punto, el impuesto de PWM será del 50% - > 0V

Ahora tome 90deg (o la base de tiempo equivalente) la onda sinusoidal estaría en su punto máximo, un pico de + 10V. En este caso, el impuesto PWM (considerando un período) sería 83.333 ...% y esto tendría un promedio de +10 V

    
respondido por el JonRB
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"El tercer armónico puede interferir".

Sabemos por la teoría de la información y la Ley de Shannon que la señal de que se está muestreando no puede exceder la mitad de la frecuencia de muestreo. Ahora podemos ver en la respuesta del filtro de paso bajo de la salida PWM, que tiene un factor de ruido en la señal en función de estas relaciones de frecuencias y la pendiente de atenuación.

Esta compensación significa que necesitamos una especificación para el ancho de banda de la señal y, por lo tanto, el tiempo de respuesta de la Carga escalonada en un bucle cerrado SMPS u orden para validar la frecuencia de conmutación a los requisitos de ancho de banda del bucle.

  
  • El ancho de banda del bucle a menudo se elige con menos de 1/3 de la frecuencia de conmutación, lo que es como decir que el tercer armónico comienza a causar aliasing o interferencia con el PWM en su pregunta.
    •   
  • Con un filtro de 6dB por octava que implica que el nivel de la tercera señal armónica está en 12dB para una señal en la frecuencia de ancho de banda del bucle. Esto, a su vez, implica una cierta cantidad de fluctuaciones en la señal filtrada de PWM y, por lo tanto, el nivel de ruido en una fuente.

Esta no es la única fuente de rizado, ya que el ESR de los componentes es otro factor limitante con el rizado Ip-p * ESR en mayúsculas.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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