AD736JN亚德诺ADI芯片渠道-集成电路
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行 业：电子 电子有源器件 专用集成电路
发布时间：2021-03-31
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要对无传感器IPMSM驱动实施EKF技术，双轴坐标系的选 择至关重要。佳选择是采用转子上安装的d轴和q轴旋转 坐标系。但估计器的输入矢量(电流和电压)取决于转子位 置，所以这种方案与IPMSM无传感器速度控制不兼容。实 施过程中可观察到，转子初始位置的估计误差可能会将误 差引入EFK相对于实际系统的处理过程中，从而引起严重 后果。
对于这种情况，Boussak建议在转子坐标系中调准IPMSM 控制。速度和位置仅利用定子电压和电流测量结果来估 计。基于EKF的观测器所使用的电机模型含有安装于定子 框架上的固定坐标系α-β ，因此独立于转子位置。导出 IPMSM在固定坐标系中的非线性动态模型，以完成估计器 公式：
同相放大器电路。组装新电路之前，请记得关闭电源。从R2 =1 kΩ开始。
施加一个500Hz正弦波，CA-V设置为2.0V小值和3.0V大值（1Vp-p，以2.5V为中心），并在示波器上显示输入和输出波形。测量此电路的电压增益，并与课堂上讨论的原理进行比较。导出波形图并将其包含在实验报告中。
图形实例如图9所示。
Figure 9. Noninverting amplifier plot.
图9. 同相放大器曲线
将反馈电阻(R2)从1 kΩ增加到约4.7 kΩ。记住，你可能需要降低输入的幅度以防止输出饱和（削波）。现在的增益是多少？
增加反馈电阻，直到削波开始——也就是说，直到输出信号的峰值因为输出饱和而开始变平。记录这种情况发生时的电阻。现在将反馈电阻增加到100 kΩ。在你的笔记本中描述并绘制波形。此时的理论增益是多少？考虑此增益，输入信号必须小到什么程度才能使输出电平始终低于5V？尝试将波形发生器调整为此值。描述所实现的输出。
T后一步强调高增益放大器的重要考虑因素。对于小输入电平，高增益必然意味着大输出。有时候，这可能导致意外饱和，原因是对某些低电平噪声或干扰进行了放大，例如对拾取自电力线的杂散60 Hz信号的放大。放大器会放大输入端的任何信号......无论你是否需要！
运算放大器用作比较器
将运算放大器配置为比较器，便可利用运算放大器的高固有增益和输出饱和效应，如图10所示。这本质上是一个二元状态决策电路：如果“+”端子上的电压大于“–”端子上的电压，VIN > VREF, 则输出变为高电平（在其大值时饱和）。相反，如果VIN < VREF,则输出变为低电平。电路比较两个输入端的电压，根据相对值产生输出。与之前的所有电路不同，输入和输出之间没有反馈；对于这种情况，我们说电路是开环运行的。
Figure 10. Op amp as a comparator.
CTR为晶体管输出电流和LED输入电流之比。CTR的特 性不是线性的，因光耦合器而异。如图2所示，光耦合 器CTR值会在整个工作寿命内变化，对设计稳定性提出 挑战。今天设计并测试的光耦合器其初始CTR通常具有 2比1的不确定性，但长期工作在高功率和高密度电源的 高温环境下，几年以后CTR将下降40%。将光耦合器用 作线性器件时，它具有相对较慢的传输特性(小信号带 宽约50 kHz)，因此对电源的环路响应也较慢。对于反激 式拓扑而言，较慢的传输特性可能并不存在任何问题， 因为该拓扑要求针对降低环路带宽而对误差放大器作出 补偿，以便输出稳定。问题在于，随着时间的推移，光 耦合器输出特性的变化可能会迫使设计人员进一步降低 环路响应，以确保环路的稳定性。环路响应较慢的缺点 在于这样做会使瞬态响应性能下降，且负载瞬态之后的 输出电压需更长的时间才能恢复。增加一个更大的输出 电容有助于减少输出电压的下降，但会增加输出响应时 间。这样做会导致电源设计更复杂且更为昂贵；而尺寸 更小、成本更低的解决方案是可以实现的。
断开电源后，修改反相放大器电路，如图7所示。重新连接电源，然后使用数字输出控件填写以下两个表格。在个表格中，记录每个数字输出的低电压和高电压。在高阻模式下使用CB-H示波器输入来完成此任务。在第二个表格中，记录PIO 0、PIO 1、PIO 2、PIO 3的所有16种1和0组合的输出电压。你还应确 认，当所有四位悬空或处于高阻(X)状态时，输出电压确实为2.5 V。
表1. 低电压和高电压
数字引脚 低电压 高电压
PIO 0
PIO 1
PIO 2
PIO 3
表2. 输出电压
数字位 输出电压
P3, P2, P1, P0
0000
0001
0010
0011
0100
使用电阻值计算每个输入组合的预期输出电压，并与测量值进行比较。
同相放大器：
同相放大器配置如图8所示。与单位增益缓冲器一样，此电路具有（通常）较好的高输入电阻特性，因此它可用于缓冲增益大于1的非理想信号源。
Figure 8. Noninverting amplifier with gain.
图8. 具有增益的同相放大器
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