通过配置 PWM 调制方案并启用死区时间补偿，可以优化 MCF8316A 的声学噪声。在本应用手册中，我们使用了空气净化器电机来优化 MCF8316A 的声学性能。

MCF8316 器件支持连续与非连续空间矢量 PWM 调制方案。在连续 PWM 调制中，所有三个相位都会同时按照定义的开关频率进行脉宽调制。在非连续 PWM 调制中，其中一个相位会在 120° 电气周期内钳位至地，而另外两个相位会进行脉宽调制。图 2-1 展示了不同调制方案中调制后的平均相位电压。

在连续空间矢量调制方案中，相电流波形整形将为正弦形状且没有失真。在非连续空间矢量调制方案中，低电感电机预计会存在相电流失真，因为只有两个相位会进行脉宽调制。图 2-2 展示了非连续 PWM 调制模式下的相电流波形与相电流快速傅里叶变换 (FFT)。图 2-3 展示了连续 PWM 调制模式下的相电流波形与相电流 FFT。与非连续调制模式中的相电流波形相比，连续调制模式中的相电流波形会更加干净，也更像正弦形状。

在半桥桥臂上，高侧和低侧 MOSFET 的开关瞬间之间会存在死区时间，以避免发生电流击穿。由于存在死区时间插入，相节点上的预期电压与施加的电压会因相电流方向而异。相节点电压失真会在相电流中引入不必要的失真，进而导致可闻噪声。MCF8316 器件集成了专有死区时间补偿技术，利用谐振控制器将相电流中的谐波分量控制为零，从而确保缓解死区时间导致的电流失真。Iq 和 Id 控制路径中都包含谐波控制器。图 2-4 展示了禁用死区时间补偿时的相电流波形与相电流 FFT。图 2-5 展示了启用死区时间补偿时的相电流波形与相电流 FFT。在以下图片中，PWM 输出频率设为 60 kHz，死区时间设为 500 ns。电机频率为 12 Hz。如图中电流波形的 FFT 所示（信号以粉色显示），在启用死区补偿后，相电流波形变得更加干净。

在下面的实验中，我们使用手持式声级计测量了声学性能（以 dBA 为单位）。图 2-6 比较了空气净化器电机在不同电机频率下的噪声水平。借助死区补偿和连续 PWM 调制方案，在电机电气频率为 33Hz，可闻噪声减少了 3.3 dBA。

通过配置无传感器梯形换向模式，可以优化 MCT8316A 的声学性能。在本应用手册中，我们使用了风机风扇电机来比较 MCT8316A 器件在不同调制方案下的声学性能。

在 120° 换向方案中，每半个电气周期内，每个电机相位都会在 120° 时被驱动并在 60° 时进入高阻态，进而导致电机出现六种不同的换向状态。图 2-7 展示了 120° 换向模式中的相电流与电流波形 FFT。

在可变换向方案中，MCT8316A 器件会根据电机频率，在 120° 和 150° 梯形换向之间动态切换。在较低速度下，该器件会以 150° 模式工作，而在较高速度下，则会切换至 120° 模式。在 120° 换向模式下，当电机相位因为储存的电感电流而进入高阻态状态时，相电流中会出现扭矩纹波，进而导致声学噪声。为了减少扭矩纹波的影响并改善声学噪声性能，MCT8316A 器件会在可变换向模式下延长 120° 驱动时间并在进入高阻态前逐渐减少占空比，从而减小相电流。在此模式下，相位会在 30° 和 60° 之间处于高阻态，并且该窗口大小会根据速度进行动态调整，当窗口尺寸较小时，可以获得理想的声学性能。图 2-8 展示了 150° 换向模式下的相电流与电流波形 FFT。在 150° 换向模式中，相电流形状更像正弦波形。

与采用 MCF8316A 得到的结果相似，我们使用手持式声级计测量了声学性能（单位为 dBA）。图 2-9 比较了不同电机频率下 120° 换向与 150° 换向之间的噪声水平。以 15Hz 和 16.5Hz 的较低电机频率工作时，在 150° 换向模式下，可闻噪声减少了 3.3 dBA。

如图 2-10 所示，我们通过测量笔记本电脑风扇电机在不同电机频率条件下的可闻噪声（以 dBA 为单位），比较了 MCF8316A 与 DRV10987 之间的声学噪声。与 DRV10987 器件相比，MCF8316A 器件在 115Hz 时具有 2.71 dBA 的噪声，因此运行更安静。借助 PWM 调制和死区时间补偿技术，MCF8316A 能够优化较低速度条件下的声学噪声。

其他参考资料，请参阅：

• 德州仪器 (TI)，MCF8316A 数据表

• 德州仪器 (TI)，MCT8316A 数据表

• 德州仪器 (TI)，MCF8316A 调优指南

• 德州仪器 (TI)，MCT8316A 调优指南

• 德州仪器 (TI)，DRV10987 数据表