太难了,炸机后才去注意PWM的死区时间

目录

  • 什么是死区时间?
  • 数据手册的参数
  • 如何计算合理的死区时间?
  • STM32中配置死区时间


什么是死区时间?PWM是脉冲宽度调制 , 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 , 每个桥臂上有两个电力电子器件 , 比如IGBT 。大致如下图所示;
这两个IGBT不能同时导通 , 否则就会出现短路的情况 , 从而对系统造成损害 。
那为什么会出现同时导通的情况呢?
因为开关元器件的严格意义并不是相同的 。
所以在驱动开关元器件门极的时候需要增加一段延时 , 确保另一个开关管完全关断之后再去打开这个开关元器件 , 通常存在两种情况;
  • 上半桥关断后 , 延迟一段时间再打开下半桥;
  • 下半桥关断后 , 延迟一段时间再打开上半桥;
这样就不会同时导通 , 从而避免功率元件烧毁;死区时间控制在通常的单片机所配备的PWM中都有这样的功能 , 下面会进一步介绍 。
互补PWM的死区时间
相对于PWM来说 , 死区时间是在PWM输出的这个时间 , 上下管都不会有输出 , 当然会使波形输出中断 , 死区时间一般只占百分之几的周期 。但是当PWM波本身占空比小时 , 空出的部分要比死区还大 , 所以死区会影响输出的纹波 , 但应该不是起到决定性作用的 。
另外如果死区设置过小 , 但是仍然出现上下管同时导通 , 因为导通时间非常非常短 , 电流没有变得很大 , 不足以烧毁系统 , 那此时会导致开关元器件发热严重 , 所以选择合适的死区时间尤为重要 , 过大过小都不行 。
数据手册的参数这里看了一下NXPIRF540的数据手册 , 栅极开关时间如下所示;
IRF540
然后找到相关的 ,  ,  , 的相关典型参数;
典型参数
  • :门极的开通延迟时间
  • :门极的关断延迟时间
  • :门极上升时间
  • :门极下降时间
下面是一个IGBT的数据手册;
IGBT
下图是IGBT的开关属性 , 同样可以找到 ,  ,  , 等参数 , 下面计算的时候会用到;
开关属性
如何计算合理的死区时间?这里用表示死区时间 , 因为门极上升和下降时间通常比延迟时间小很多 , 所以这里可以不用考虑它们 。则死区时间满足;

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