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关于PWM“死区”时刻常识解析

pwm是脉宽调制,在电力电子中,最常用的就是整流和逆变。这就需要用到整流桥和逆变桥。对三相电来说,就需要三个桥臂。以两电平为例,每个桥臂上有两个

pwm是脉宽调制,在电力电子中,最常用的便是整流和逆变。这就需求用到整流桥和逆变桥。对三相电来说,就需求三个桥臂。以两电平为例,每个桥臂上有两个电力电子器材,比方igbt。这两个igbt不能一起导通,不然就会呈现短路的状况。

pwm是脉宽调制。

在电力电子中,最常用的便是整流和逆变。这就需求用到整流桥和逆变桥。对三相电来说,就需求三个桥臂。以两电平为例,每个桥臂上有两个电力电子器材,比方igbt。这两个igbt不能一起导通,不然就会呈现短路的状况。

因而,规划带死区的pwm波能够防止上下两个器材一起导通。也便是说,当一个器材导通后封闭,再经过一段死区,这时才干让另一个导通。

死区,简略解说:

一般,大功率电机、变频器等,结尾都是由大功率管、IGBT等元件组成的H桥或3相桥。每个桥的上半桥和下半桥是是肯定不能一起导通的,但高速的PWM驱动信号在到达功率元件的操控极时,往往会由于各式各样的原因发生推迟的作用,形成某个半桥元件在应该关断时没有关断,形成功率元件焚毁。

死区便是在上半桥关断后,推迟一段时刻再打开下半桥或在下半桥关断后,推迟一段时刻再打开上半桥,然后防止功率元件焚毁。这段推迟时刻便是死区。(便是上、下半桥的元件都是关断的)死区时刻操控在一般的低端单片机所装备的PWM中是没有的。

死区时刻是PWM输出时,为了使H桥或半H桥的上下管不会由于开关速度问题发生一起导通而设置的一个维护时段,所以在这个时刻,上下管都不会有输出,当然会使波形输出中止,死区时刻一般只占百分之几的周期。可是PWM波自身占空比小时,空出的部分要比死区还大,所以死区会影响输出的纹波,但应该不是起到决议性作用的。

DSP里的PWM死区

在整流逆变的过程中,同一相的上下桥不能一起导通,不然电源会段路,理论上DSP发生的PWM是不会一起通,但器材的原因PWM不可能是瞬时电平跳变的,总是梯形下降的,这样会可能使上下桥直通,为此,设一个极短的时刻,上下桥都封闭,再选择性注册,防止了上下桥直通,实践操控中死区会导致操控功能变差。

PWM的上下桥臂的三极管是不能一起导通的。假如一起导通就会是电源两头短路。所以,两路触发信号要在一段时刻内都是使三极管断开的。这个区域就叫做“死区”。

PWM的占空比决议输出到直流电机的均匀电压。

PWM不是调理电流的。PWM的意思是脉宽调理,也便是调理方波高电平和低电平的时刻比,一个20%占空比波形,会有20%的高电平时刻和80%的低电平时刻,而一个60%占空比的波形则具有60%的高电平时刻和40%的低电平时刻,占空比越大,高电平时刻越长,则输出的脉冲幅度越高,即电压越高。假如占空比为0%,那么高电平时刻为0,则没有电压输出。假如占空比为100%,那么输出悉数电压。

所以经过调理占空比,能够完成调理输出电压的意图,并且输出电压能够无级接连调理。

1.PWM操控的根本原理

理论基础:

冲量持平而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其作用根本相同。作用根本相同,是指环节的输出呼应波形根本相同。低频段十分挨近,仅在高频段略有差异。

图1形状不同而冲量相同的各种窄脉冲

面积等效原理:

别离将如图1所示的电压窄脉冲加在一阶惯性环节(R-L电路)上,如图2a所示。其输出电流i(t)对不同窄脉冲时的呼应波形如图2b所示。从波形能够看出,在i(t)的上升段,i(t)的形状也略有不同,但其下降段则简直完全相同。脉冲越窄,各i(t)呼应波形的差异也越小。假如周期性地施加上述脉冲,则呼应i(t)也是周期性的。用傅里叶级数分化后将可看出,各i(t)在低频段的特性将十分挨近,仅在高频段有所不同。

图2 冲量相同的各种窄脉冲的呼应波形

用一系列等幅不等宽的脉冲来替代一个正弦半波,正弦半波N等分,当作N个相连的脉冲序列,宽度持平,但幅值不等;用矩形脉冲替代,等幅,不等宽,中点重合,面积(冲量)持平,宽度按正弦规则改动。

SPWM波形——脉冲宽度按正弦规则改动而和正弦波等效的PWM波形。

图3 用PWM波替代正弦半波

要改动等效输出正弦波幅值,按同一份额改动各脉冲宽度即可。

PWM电流波: 电流型逆变电路进行PWM操控,得到的便是PWM电流波。

PWM波形可等效的各种波形:

直流斩波电路:等效直流波形

SPWM波:等效正弦波形,还能够等效成其他所需波形,如等效所需非正弦沟通波形等,其根本原理和SPWM操控相同,也依据等效面积原理。

2. PWM相关概念

占空比:便是输出的PWM中,高电平坚持的时刻与该PWM的时钟周期的时刻之比。

如,一个PWM的频率是1000Hz,那么它的时钟周期便是1ms,便是1000us,假如高电平呈现的时刻是200us,那么低电平的时刻肯定是800us,那么占空比便是200:1000,也便是说PWM的占空比便是1:5。

分辨率也便是占空比最小能到达多少,如8位的PWM,理论的分辨率便是1:255(单斜率),16位的的PWM理论便是1:65535(单斜率)。

频率便是这样的,如16位的PWM,它的分辨率到达了1:65535,要到达这个分辨率,T/C就必须从0计数到65535才干到达,假如计数从0计到80之后又从0开端计到80…….,那么它的分辨率最小便是1:80了,可是,它也快了,也便是说PWM的输出频率高了。

双斜率 / 单斜率

假定一个PWM从0计数到80,之后又从0计数到80……. 这个便是单斜率。

假定一个PWM从0计数到80,之后是从80计数到0……. 这个便是双斜率。

可见,双斜率的计数时刻多了一倍,所以输出的PWM频率就慢了一半,可是分辨率却是1:(80+80)=1:160,便是提高了一倍。

假定PWM是单斜率,设定最高计数是80,咱们再设定一个比较值是10,那么T/C从0计数到10时(这时计数器仍是一向往上计数,直到计数到设定值80),单片机就会依据你的设定,操控某个IO口在这个时分是输出1仍是输出0仍是端口取反,这样,便是PWM的最根本的原理了。

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