[發明專利]一種PWM波死區生成電路

無效

• 申請號: 201410491023.7
• 申請日: 2014-09-23
• 公開（公告）號: CN104218784A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 張琨鋒;曹彬
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海高等研究院;上海聯影醫療科技有限公司
• 主分類號: H02M1/38
• 分類號: H02M1/38;H02M1/08
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本發明涉及電力電子控制領域，特別是涉及一種PWM波死區生成電路。

背景技術

電力電子技術是21世紀應用最廣泛的技術之一，隨著電力電子技術在國民經濟中的作用不斷增強，電力電子技術的發展也非常迅速。因此，對電力電子系統性能、可靠性等要求愈來愈高。

通常在的電力電子變換器中，使用PWM波控制開關器件。主控制器產生控制信號及PWM信號；驅動電路接收來自主控制器的控制信號及PWM信號，對控制信號及PWM信號進行處理后輸出滿足控制要求的PWM波，以控制電力電子變換器中的開關器件。在主控制器與驅動電路之間必須涉及信號的傳遞，在高精度電力電子控制應用中，控制開關器件的PWM波必須滿足以下要求：

1、具有高的時間分辨率。

2、與主控制器的信號保持相位的同步。

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，比如絕緣柵雙極型晶體管(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，IGBT)，這兩個IGBT器件不能同時導通，否則就會出現短路的情況。因此，設計帶死區的PWM波可以防止上下兩個器件同時導通。也就是說，當一個器件導通后關閉，再經過一段死區，這時才能讓另一個導通。現有技術中，為了得到帶有死區的PWM波，用來控制電力電子變換器中的兩個開關器件，通常采用以下兩種方式：

一是控制器產生的方式，由主控制器產生帶死區的兩個PWM波，驅動電路板不進行額外處理，直接驅動開關器件，該法雖然可以保證原有的PWM精度不損失，但是多路傳送時信號線繁多，傳輸線纜制作復雜；傳輸過程中任何一個環節發生問題，都存在橋臂直通的風險；信號線越多越容易受到干擾，從而使開關器件誤動作，甚至產生危險。

二是驅動電路板采用RC電路延遲方式，該方法屬于模擬的方式，通過調整電阻R和電容C的值來調節RC電路的時間常數，配合反相電路產生帶死區的兩個PWM波，而且需要加入施密特反相器進行波形整形，才能產生符合要求的PWM波，這種方法的問題在于要求的死區一致性越高對電阻R和電容C的精度要求也就越高，而電阻和電容的個體之間的差異性比較大，要保證多路PWM波的一致性，就必須對采用的電阻和電容進行嚴格篩選，費時費力，成本高，重復性較差，調整起來麻煩，在低精度的場合可以應用，但不適合應用到高精度的領域中。

鑒于現有這兩種方式的弊端，如何提出一種精度高、相位一致性高的PWM波死區生成電路已成為本領域的技術人員亟待解決的問題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種PWM波死區生成電路，用于解決現有技術中PWM波死區生成電路成本高、重復性差、精度低、信號線多、干擾大等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種PWM波死區生成電路，所述PWM波死區生成電路至少包括：

倍頻器、死區生成模塊、直通保護監測模塊；

所述倍頻器接收第一時鐘信號，對所述第一時鐘信號進行倍頻處理后輸出第二時鐘信號；所述死區生成模塊的輸入端連接第一PWM波信號，并連接于所述倍頻器，以所述倍頻器輸出的所述第二時鐘信號為基準時鐘對所述第一PWM波信號進行處理，得到若干個帶死區的PWM波信號；

所述直通保護監測模塊連接于所述死區生成模塊，用于對所述死區生成模塊產生的帶死區的PWM波信號進行監測保護，避免開關同時導通造成電路短路。

優選地，所述倍頻器為PLL鎖相環倍頻器。

優選地，所述第一時鐘信號的頻率小于所述第二時鐘信號的頻率。

優選地，所述第一時鐘信號為差分時鐘信號。

優選地，所述第一PWM波信號由主控制器輸出。

優選地，所述死區生成模塊產生2個帶死區的PWM波信號。

優選地，所述死區生成模塊通過數字邏輯電路實現。

優選地，所述直通保護監測模塊還連接于所述倍頻器，以避免精度損失。

優選地，所述直通保護監測模塊輸出的帶死區的PWM波信號與所述第一PWM波信號的相位同步。

優選地，多路所述PWM波死區生成電路同時工作時，可復用所述倍頻器。

如上所述，本發明的PWM波死區生成電路，具有以下有益效果：

1、輸入的時鐘信號為低速的差分時鐘信號，抗干擾性強，能夠保證產生的PWM波信號與主控制器輸出的PWM波信號相位同步，且更容易實現。