高频PWM功率测量：乘法器电路解析

"测量高频PWM实时功率的乘法器电路主要关注在高频脉宽调制（PWM）环境下，如何准确地测量电机或其他高频功率设备的功耗。文章提出了使用特定的集成电路来解决这一问题，包括LTC1966、LTC1967以及LTC1968。" 在电源管理领域，特别是在处理高频PWM信号时，准确测量功率至关重要。PWM技术广泛用于电机控制，因为它能高效地调节输出功率。然而，高频PWM信号的瞬时电压和电流测量具有挑战性，因为传统的功率测量方法可能无法捕捉到快速变化的信号。为了解决这个问题，本文提出了一种基于乘法器电路的解决方案。 首先，电路设计中使用了LTC1968来处理高频信号。对于低频应用，可以使用LTC1966或LTC1967作为替代，这两款芯片可能更适合处理较低频率的电压和电流测量。LTC1968被设计用于高速、高精度的电流和电压测量，尤其适用于高频PWM环境。 测量瞬时功率之外，电路还能够计算平均功率和有效值（RMS）功率。这在监控和调节电机等设备的功率消耗时非常有用。为了实现这些测量，电路采用了全模拟设计，能够有效地处理和解析高频信号的瞬态特性。 测量电压和电流的基本方法是通过它们的乘积。但在高频PWM下，电压和电流都是脉冲形式，直接相乘会导致误差。文中提到了LT1995和LT1991这两个精密增益放大器，它们分别用于测量电机的电压和电流。LT1995配合LT1632可以处理较大的动态电压范围，而LT1991则利用其高共模抑制能力来精确测量在高共模电压下的小信号。 图3中，LT1991的低通RC网络有助于滤除高频谐波，保留电机电流的有用信息，而不会影响带宽。此外，通过调整LT1013的增益，可以根据实际需求改变电压和电流测量的比例，以简化后续的功率计算。 图4展示了一个利用LT1256的乘法配置来计算瞬时功率的方法。LT1256作为一个直流偏置放大器，一个放大器设置为1.25倍增益，另一个设置为-1.25倍增益，通过这种方式，它能同时处理交流和直流成分，实现电压和电流信号的有效结合。通过控制LT1256的VC引脚，可以线性选择电压增益，以适应不同的系统需求。 这个功率测量电路设计提供了一种有效的方法来应对高频PWM环境中的功率测量挑战，它不仅能够测量瞬时功率，还能计算平均和RMS功率，这对于电机控制和其他需要精细功率管理的应用来说，是非常有价值的。