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PWM死区(Dead Zone)的作用和意义

  PWM输出时的Dead Zone(死区)作用是在电平翻转时插入一个时间间隔,避免关闭前一个设备和打开后一个设备时因为开关速度的问题出现同时开启状态而增加负荷的情况(在没有彻底关闭前打开了后一个设备),尤其是电流过大时容易造成短路等损坏设备,如:互补PWM波输出在逆变器(直流转交流)中的应用。

  PWM(Pulse Width Modulation),即脉宽调制,简单来说就是一些矩形脉冲波形,PWM波形最重要的参数是频率和占空比。PWM是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术,广泛应用在测量、通信、功率控制与信号变换的许多领域中。

  更具体的理解是,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端时,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。

  当比较单元的比较操作被使能,就会产生波形PHx。PHx经过死区单元,就会输出两路互补的带有死区的PWM波形DTPHx和DTPHx_。PHx、DTPHx、DTPHx_之间的关系如上图,如果没有死区,那么DTPHx和DTPHx_应该是完全互补的。DTPHx的导通时刻是在PHx的基础上延时了1个死区时间,而关闭时刻未变。DTPHx_是在PHx取反的基础上,也将导通时间延迟了1个死区时间,而关断的时间没有发生改变。

  对于比较先进的处理一般都带有Dead Zone的配置,比如s5pv210处理器就可以配置成带有Dead Zone互补的PWM波输出,如下图所示:

  PWM死区(Dead Zone)的作用和意义

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