PWM信号通过功率三极管控制电机,PWM波形失真问题。
电路图如下所示
上图M+为5V电源,电机与二极管D3并联。
在调试过程中,PB6输入频率为15.268KHz、占空比36.17%为PWM信号(既周期为64uS,高电平为17uS)。PWM信号如下图所示
经过R12后三极管基极的波形如下图所示
高电平的持续时间编程了22us,占空比发生了变化,初步确定是BE之间的等效电容充放影响的,当基极的控制信号由高电平变为低电平,B极放电速度较慢,由下图方框的波形可知,大概有一个5Us的斜坡信号,此处就是三极管在慢速放电。
为了减少放电时间,我在网上找到了几种方法
(0)在R12电阻并联一个肖特基二极管。
(1) 用更快NPN三极管;
(2) 加大R12电阻。再从三极管基极接个电阻到GND。使Q2在输入5V高电平时,Q2处于浅饱和状态;
(3) 三极管b、c极并联肖特基二极管;
(4) R12电阻并联一个100pF~1000pF的电容
首先验证第一种方法(0)在R12电阻并联一个肖特基二极管,通过示波器测试基极的波形,发现过电平持续时间为18us,比原来的22us减少了4us,测试结果如下图所示,说明此方法可行。
然后验证第三种方法 (2) 加大R12电阻。再从三极管基极接个电阻到GND。使Q2在输入5V高电平时,Q2处于浅饱和状态;我并没有改变R12的阻值,只是在基极和地之间焊接了一个75Ω的电阻,发现高电平也缩短为18us,方法可行。
然后验证第四种方法(3) 三极管b、c极并联肖特基二极管;实验发现该方法的效果优于前面的方法。
最后验证(4) R12电阻并联一个100pF~1000pF的电容,如果焊接1000PF的电容,基极的波形没有改善。然后改成33nf电容,不同的三极管有不同的表现,性能好的三极管的基极波形入下图所示
性能差的三极管基极波形如下图所示
与R12并联一个适当的电容,该电容可以很好的吸收掉基极结电容的残余电量,可以很好的改善三极管关断的时间,但是不同性能的三极管对电容的要求不同,并且会向单片机引脚灌入电流。
通过实验发现在BC之间并联一个肖特基二极管效果最好。
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