Cómo decidir la frecuencia de corte de un filtro LC para un ancho de pulso
Onda sinusoidal modulada con frecuencia fundamental 50Hz y conmutación
frecuencia de 10Khz?
Lo primero que se debe reconocer es que un filtro de paso bajo LC se convierte en un filtro sintonizado en serie en la resonancia y esto creará todo tipo de problemas si su frecuencia PWM (o los 50 Hz que intenta reconstruir) están alineados con el resonancia. Manténgase alejado del punto de resonancia!
Entonces, la regla simple es colocar el punto de 3 dB del filtro de paso bajo LC a distancias espectrales iguales de 50 Hz y 50 kHz. Matemáticamente eso es \ $ \ sqrt {50 \ times 10000} \ $ = 707 Hz.
Pero hay mucha indulgencia en este valor y, por ejemplo, dejarlo en (digamos) 150 Hz no será un gran problema. Seguro que habrá algunas corrientes de 50 Hz que fluyen hacia el cable de retorno que no pasan a través de la carga y esto representa una pérdida, pero tienes que decidir cuán importantes son para ti.
¿Por qué no ir a 707 Hz?
Dado que el LC le dará una atenuación por encima de 707 Hz de 40 dB por década, lo que significa que su señal PWM de 10 kHz se atenúa al menos en 40 dB. Aquí hay una herramienta en línea que he configurado con algunos valores: -
Heconfiguradolaresistenciadecargaen10ohmios(unacargapesada)yesimportantemodelarestoenelsistema.Tambiénheestablecidolaposicióndelcursorenaproximadamente10kHzylaatenuaciónesde45dB.
45dBesunareduccióndevoltajede178,porloquesisuamplitudPWMes(digamos)100voltiospicoapico,enlasalidasesuprimiráa0.56voltiospicoapico.
Quierosaberlosfactoresquesedebentenerencuentaaldiseñarun Filtroqueseimplementaráconuninversordeondasinusoidalpura.
Pero,tencuidadoconlascargasligerasylosefectostransitoriosquepuedentener.Porejemplo,sisucargaaumentalaresistenciade10ohmiosa(digamos)100ohmios,veráunpicoenlarespuestadefrecuenciacomoeste:-
Ahora el efecto que esto tiene puede puede ser problemático. Claro, no estás generando ninguna frecuencia en torno a 700 Hz, pero algunos efectos de carga variables pueden interactuar con la resonancia y darte un voltaje de salida más distorsionado.
Por eso es importante modelar su circuito LC y cargarlo en un simulador. No es necesario que modele la generación de PWM (a menos que quiera) pero todo ayuda a comprender mejor lo que podría suceder. Además, tenga en cuenta que el filtro LC introduce un cambio de fase de 180 grados desde menos de 700 Hz a más de 700 Hz; esto puede causar estragos en los bucles de control, así que tenga en cuenta esto y la necesidad de introducir una compensación si utiliza el control de bucle cerrado. p>
