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  • PWM死區(qū)簡介,作用介紹
    • 發(fā)布時間:2023-03-29 17:21:40
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    PWM死區(qū)簡介,作用介紹
    什么是死區(qū)時間?
    PWM是脈沖寬度調制,在電力電子中,最常用的就是整流和逆變。這就需要用到整流橋和逆變橋。
    對三相電來說,就需要三個橋臂。以兩電平為例,每個橋臂上有兩個電力電子器件,比如IGBT。大致如下圖所示;
    PWM 死區(qū)時間
    這兩個IGBT不能同時導通,否則就會出現(xiàn)短路的情況,從而對系統(tǒng)造成損害。
    那為什么會出現(xiàn)同時導通的情況呢?
    因為開關元器件的tdon和tdoff嚴格意義并不是相同的。
    所以在驅動開關元器件門極的時候需要增加一段延時,確保另一個開關管完全關斷之后再去打開這個開關元器件,通常存在兩種情況;
    上半橋關斷后,延遲一段時間再打開下半橋;
    下半橋關斷后,延遲一段時間再打開上半橋;
    這樣就不會同時導通,從而避免功率元件燒毀;死區(qū)時間控制在通常的單片機所配備的PWM中都有這樣的功能,下面會進一步介紹。
    PWM 死區(qū)時間
    相對于PWM來說,死區(qū)時間是在PWM輸出的這個時間,上下管都不會有輸出,當然會使波形輸出中斷,死區(qū)時間一般只占百分之幾的周期。但是當PWM波本身占空比小時,空出的部分要比死區(qū)還大,所以死區(qū)會影響輸出的紋波,但應該不是起到?jīng)Q定性作用的。
    另外如果死區(qū)設置過小,但是仍然出現(xiàn)上下管同時導通,因為導通時間較短,電流較小,不足以燒毀,此時會導致開關元器件發(fā)熱嚴重,所以選擇合適的死區(qū)時間尤為重要。
    PWM輸出時的Dead Zone(死區(qū))作用是在電平翻轉時插入一個時間間隔,避免關閉前一個設備和打開后一個設備時因為開關速度的問題出現(xiàn)同時開啟狀態(tài)而增加負荷的情況(在沒有徹底關閉前打開了后一個設備),尤其是電流過大時容易造成短路等損壞設備,如:互補PWM波輸出在逆變器(直流轉交流)中的應用。
    PWM(Pulse Width Modulation),即脈寬調制,簡單來說就是一些矩形脈沖波形,PWM波形最重要的參數(shù)是頻率和占空比。PWM是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術,廣泛應用在測量、通信、功率控制與信號變換的許多領域中。
    更具體的理解是,通常大功率電機、變頻器等,末端都是由大功率管、IGBT等元件組成的H橋或3相橋。每個橋的上半橋和下半橋是絕對不能同時導通的,但高速的PWM驅動信號在達到功率元件的控制端時,往往會由于各種各樣的原因產(chǎn)生延遲的效果,造成某個半橋元件在應該關斷時沒有關斷,造成功率元件燒毀。
    PWM 死區(qū)時間
    當比較單元的比較操作被使能,就會產(chǎn)生波形PHx。PHx經(jīng)過死區(qū)單元,就會輸出兩路互補的帶有死區(qū)的PWM波形DTPHx和DTPHx_。PHx、DTPHx、DTPHx_之間的關系如上圖,如果沒有死區(qū),那么DTPHx和DTPHx_應該是完全互補的。
    DTPHx的導通時刻是在PHx的基礎上延時了1個死區(qū)時間,而關閉時刻未變。DTPHx_是在PHx取反的基礎上,也將導通時間延遲了1個死區(qū)時間,而關斷的時間沒有發(fā)生改變。
    對于比較先進的處理一般都帶有Dead Zone的配置,比如s5pv210處理器就可以配置成帶有Dead Zone互補的PWM波輸出,如下圖所示:
    PWM 死區(qū)時間
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