[發(fā)明專利]一種高開通率的PWM死區(qū)控制電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111370637.6
• 申請日: 2021-11-18
• 公開（公告）號: CN114094905B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇江龍;宋自挺;朱劍波;呂虹;吳勇強
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林星辰科技股份有限公司
• 主分類號: H02P27/08
• 分類號: H02P27/08
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務(wù)所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

本發(fā)明公開一種高開通率的PWM死區(qū)控制電路，由三輸入與門U4A和U4B，非門U5A、U5B、U1C和U1E；帶斯密特特性非門U6A和U6B，雙向限幅二極管D1和D3，上拉電阻R3和R4，電阻R1、R5、R7和R8，以及電容C1和C2組成；或者由與門U4A和U4B，非門U5A、U5B、U1C和U1E；帶斯密特特性非門U6A和U6B，雙向限幅二極管D1和D3，電阻R1、R5、R7和R8，以及電容C1和C2組成。本發(fā)明實現(xiàn)了對同臂上下功率開關(guān)管的PWM死區(qū)控制，輸入上下管的一組無死區(qū)的PWM信號后，輸出能避免同臂導通、開通率高達100％、死區(qū)時間用硬件可調(diào)PWM脈沖信號。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高開通率的PWM死區(qū)控制電路。

背景技術(shù)

PWM控制是變頻器、伺服驅(qū)動器、逆變器等電力電子變流控制領(lǐng)域廣泛采用技術(shù)，通常由微控制器MPU(例如DSP、ARM等)或其外接計數(shù)器按控制要求輸出周期確定、脈寬和時序可控的多路脈沖信號，控制功率開關(guān)管(例如IGBT或MOSFET)通斷，實現(xiàn)控制輸出電流的目的。所述電力電子變流控制的功率回路通常都是由上下兩個功率開關(guān)管相連構(gòu)成一臂、若干臂組成功能單元結(jié)構(gòu)，常見的由兩臂構(gòu)成稱為H型結(jié)構(gòu)、由三臂構(gòu)成的稱為三相結(jié)構(gòu)。做PWM控制時，脈寬和時序按要求變化，為避免同臂上下功率開關(guān)管同時導通導致短路損壞，某一開關(guān)功率開關(guān)管開通前，要采取措施確保同臂的另一功率開關(guān)管已經(jīng)關(guān)斷一段時間，這一時間間隔稱為PWM死區(qū)時間，死區(qū)時間一般根據(jù)功率開關(guān)管有效關(guān)斷時間決定，通常1～5微秒。

目前PWM死區(qū)控制的方法主要有兩類：一類是軟件控制方法，即以軟件方式對微控制器MPU或其外接計數(shù)器發(fā)生PWM時強行引入死區(qū)時間△t；另一類是硬件控制方法，即以硬件線路對PWM信號開通前加入死區(qū)時間△t。雖然這兩類死區(qū)控制方法均強制性引入固定的死區(qū)時間△t，都能避免同臂導通。但是這兩類死區(qū)控制方法不論是否需要，都引入了固定的死區(qū)時間△t，使控制周期T內(nèi)最大開通時間受限為(T-△t)，最大開通率為(T-△t)/T，以常見的功率開關(guān)管關(guān)斷時間1～5微秒、控制周期50微秒為例，最大開通率降為90～98％，影響開通率進而影響功率電源的利用率，在鋰電池和光伏作為供電功率電源的變流控制領(lǐng)域，開通率低影響電源利用率更明顯。此外，采用軟件控制方法還存在如下問題：1)一旦系統(tǒng)受干擾時，因死區(qū)時間△t無法確保，導致同臂導通、損壞功率開關(guān)管的概率提升，系統(tǒng)可靠性變差。2)常見的軟件控制方法是基于MCU(DSP和ARM)或FPGA實現(xiàn)的，這些芯片屬集成度較高進口器件，易受“卡脖子”，不易保證芯片自主可控。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有PWM死區(qū)控制方法開通率低的問題，提供一種高開通率的PWM死區(qū)控制電路。

為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：