電機(jī)驅(qū)動(dòng)之PWM互補(bǔ)輸出死區(qū)時(shí)間設(shè)定

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一、互補(bǔ)PWM輸出

下圖1：Q1和Q2兩MOS管組成了一個(gè)橋臂，兩個(gè)管子不能同時(shí)導(dǎo)通。那么，如果兩個(gè)管子都用PWM波控制的話，則兩個(gè)PWM波形極性相反，圖1中紅色圈內(nèi)的波形，高低電平相反，我們把這種波形稱為互補(bǔ)PWM波形。

圖1

二、添加死區(qū)原因

上圖1紅圈里的互補(bǔ)PWM輸出會(huì)造成問題的，首先，（半導(dǎo)體）器件內(nèi)部都有結(jié)（電容）的，列如MOS管，MOS管導(dǎo)通，需要對(duì)MOS管的GS電容進(jìn)行充電，只用GS電壓大于（閾值電壓），MOS管才能導(dǎo)通；反之，MOS管關(guān)閉，GS電容放電，當(dāng)GS電壓小于閾值電壓時(shí)，MOS管才能關(guān)閉。所以，在控制波形沿跳變時(shí)刻，一個(gè)MOS管GS電容在充電，一個(gè)MOS管GS電容在放電，這樣會(huì)存在兩個(gè)管子同時(shí)導(dǎo)通的情況，一個(gè)管子還沒關(guān)斷，另一個(gè)管子就開通了，從而造成VCC和GND短路。

解決上述問題，只需確保一個(gè)管子導(dǎo)通前，另一個(gè)管子已經(jīng)是關(guān)閉了。下圖2，控制波形沿跳變時(shí)刻，只需讓高電平的提前一段時(shí)間為低，低電平的延遲一段為高，就可以避免兩個(gè)管子同時(shí)導(dǎo)通情況，我們稱同時(shí)為低電平的時(shí)間為死區(qū)時(shí)間。

圖2

三、死區(qū)時(shí)間設(shè)定

在確保兩個(gè)管子不發(fā)生同時(shí)導(dǎo)通的情況下，死區(qū)時(shí)間越短越好。死區(qū)時(shí)間越長，最大占空比越小，輸出最大功率越小。具體的死區(qū)時(shí)間需要實(shí)際測(cè)試的，剛開始可以設(shè)置一個(gè)初始值，比如４us左右，然后結(jié)合（示波器）調(diào)試最終的死區(qū)時(shí)間。下圖3是示波器上下橋GS波形（載波頻率20kHz，死區(qū)時(shí)間2us）。

圖3

死區(qū)時(shí)間的設(shè)定和載波頻率有關(guān)，這里載波頻率建議15K-20KHz。因?yàn)椴煌妮d波頻率，相同的死區(qū)時(shí)間，影響最大占空比。假如死區(qū)時(shí)間2us。載波頻率20KHz時(shí)，周期時(shí)50us，那最大占空比是48/50=96%；載波頻率是100kHz時(shí)，周期是10us，那最大占空比是8/10=80%，最大占空比只有80%是不是不能接受了。所以死區(qū)時(shí)間1-2us，是需要載波頻率在15k-20kHz。