本文將繼上一篇文章之后，繼續(xù)介紹有刷電機(jī)驅(qū)動器的功耗計算方法。在上一篇中，介紹了有刷電機(jī)驅(qū)動器的典型驅(qū)動方法——恒壓驅(qū)動，本文將介紹有刷電機(jī)驅(qū)動器的另一種典型驅(qū)動方法——PWM驅(qū)動的功耗計算方法。

有刷電機(jī)驅(qū)動器的功耗計算方法

②PWM驅(qū)動時的功耗計算

首先，請看PWM驅(qū)動時的工作等效電路及其工作電壓和電流波形。工作等效電路的左側(cè)是施加電壓時各MOSFET的狀態(tài)示例，右側(cè)是電流再生時各MOSFET的狀態(tài)示例（省略了不影響工作的MOSFET）。

對于輸出OUT1來說，一個PWM周期（tpwm）中的工作分為以下四個部分：

• ?tr：從低電平轉(zhuǎn)換為高電平的時間
• ?tdr：維持高電平并供給電流的時間
• ?tf：從高電平轉(zhuǎn)換為低電平的時間
• ?trc：維持低電平并再生電流的時間

而對于輸出OUT2來說，則始終處于低電平工作狀態(tài)。

為便于思考，假設(shè)在這些工作中當(dāng)輸出從高電平轉(zhuǎn)換為低電平或從低電平轉(zhuǎn)換為高電平時的電壓變化是直線，而在此期間電流恒定不變。此外，設(shè)施加電壓時和電流再生時的電流變化也是直線（參見上圖中的波形）。

電壓變化部分的能耗是電壓部分的時間函數(shù)與電流部分的時間函數(shù)的積在時間區(qū)間內(nèi)的積分。電流變化部分的功耗是電流部分的時間函數(shù)的平方與總電阻的積在時間區(qū)間內(nèi)的積分。

tr部分的能耗Er為：

tf部分的能耗Ef為：

tdr部分的能耗Edr為：

trc部分的能耗Erc為：

輸出功耗Pc_ot通過將這四部分相加并除以總時間來計算：

在此基礎(chǔ)上，輸出電流加上由電源供給的電路電流Icc與電源電壓Vcc之積，即可得到總功耗Pc。

當(dāng)tr和tf相對于tpwm足夠小、電流幾乎沒有變化且ip1 = ip2時，功率由以下公式計算：

也就是說，在一個PWM工作周期內(nèi)，電流回路中驅(qū)動時段與再生時段的變化所產(chǎn)生的功耗，就是在這個周期內(nèi)，驅(qū)動時段與再生時段各自的時間占比內(nèi)功耗的和。

有刷電機(jī)驅(qū)動器的PWM驅(qū)動施加的是脈沖而不是像有刷電機(jī)驅(qū)動器恒壓驅(qū)動那樣施加恒定電壓，因此有刷電機(jī)驅(qū)動器PWM驅(qū)動的計算公式有些復(fù)雜，希望能以此為例來理解其思路。