关于pwm死区时间的介绍

只看该作者 · 2020-5-30 09:35

死区时间是PWM输出时，为了防止上下桥臂IGBT不会因为开关速度问题发生同时导通而设置的一个保护时段，通常也指PWM响应时间。也就是说，当一个IGBT导通后关闭，再经过一段死区，这时才能让另一个IGBT导通。

只看该作者 · 2020-5-30 09:35

死区，简单解释：
通常，大功率电机/变频器等，末端都是由大功率管/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绝对不能同时导通的，但高速的pwm驱动信号在达到功率元件的控制极时，往往会由于各种各样的原因产生延迟的效果，造成某个半桥元件在应该关断时没有关断，造成功率元件烧毁。
死区，就是在上半桥关断后，延迟一段时间再打开下半桥或在下半桥关断后，延迟一段时间在打开上半桥，从而避免功率元件烧毁。这段延迟时间就是死区。（就是上/下半桥的元件都是关断的）死区时间控制在通常的低端单片机所配备的PWM中是没有的。
死区时间是PWM输出时，为了使H桥或半H桥的上下管不会因为开关速度问题发生同时导通而设置的一个保护时间段，所以在这个时间，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。

只看该作者 · 2020-5-30 09:37

DSP里的PWM死区
在整流逆变的过程中，同一相的上下桥不能同时导通，否则电源会短路，理论上DSP产生的PWM不会同时导通，但器件的原因，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，设一个极短的时间，上下桥都关闭，再选择性的开通，避免了上下桥直通，实际控制中自取会导致控制性能变差。
PWM的上下桥臂的三极管是不能同时导通的。如果同时导通就会使电源两端短路。所以，两路触发信号，要在一段时间内都使三极管断开的，这个区域就叫做“死区”。
PWM的占空比决定输出到直流电机的平均电压。
PWM不是调节电流的。PWM的意思是脉宽调节，也就是调节方波高电平和低电平的时间比，一个20%占空比波形，会有20%的高电平时间和80%的低电平时间，而一个60%占空比的波形则具有60%的高电平时间和40%的低电平时间，占空比越大，高电平时间越长，则输出的脉冲幅度越高，即电压越高。
所以通过调节占空比，可以实现调节输出电压的目的，而且输出电压可以无级连续调节。

只看该作者 · 2020-5-30 09:42

1.PWM控制的基本原理：

理论基础：

冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。低频段非常接近，仅在高频段略有差异。

面积等效原理：
分别将如图2所示的电压窄脉冲加在一节惯性环节（R-L电路）上，如图3a所示。其输出电流i（t）的形状也略有不同，但其下降段几乎完全相同。脉冲越窄，各i（t）响应波形的差异也越小。如果周期性地施加上述脉冲，则响应i(t)也是周期性的。用傅立叶级数分解后将可看出，各i(t)在低频段的特性将非常接近，仅在高频段有所不同。

用一系列等福不等宽的脉冲来代替一个正弦半波，正弦半波N等分，看出N个相连的脉冲序列，宽度相等，但幅值不等；用矩形脉冲代替，等幅，不等宽，中点重合，面积（冲量）相等，宽度按正弦规律变化。
SPWM波形——脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形。

要改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变各脉冲宽度即可。

SPWM波：等效正弦波形，还可以等效成其他所需波形，如等效所需非正弦交流波形等，其基本原理和SPWM控制相同，也基于等效面积原理。

面积等效原理：
分别将如图2所示的电压窄脉冲加在一节惯性环节（R-L电路）上，如图3a所示。其输出电流i（t）的形状也略有不同，但其下降段几乎完全相同。脉冲越窄，各i（t）响应波形的差异也越小。如果周期性地施加上述脉冲，则响应i(t)也是周期性的。用傅立叶级数分解后将可看出，各i(t)在低频段的特性将非常接近，仅在高频段有所不同。

作者：贝_0f41
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