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电力开关不可或缺的死区时间生成电路

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简介:
本发明提出了一种用于电力系统中的死区时间生成电路,旨在优化电力开关操作时的安全性和稳定性。通过精确控制断开与闭合之间的时间间隔,有效防止电气设备在切换过程中出现误动作或损坏,保障系统的可靠运行。 在驱动电动机等的电力开关电路中,采用半桥式及全桥式电路时,必须要注意图1所示实现推挽动作设备的断开时间tdOFF的存在。如果推挽动作中的开关元件同时处于ON状态,则会出现短路现象,导致设备损坏。因此,在使用IGBT时应设计数微秒(μs)的空区(死区时间:DT)。图1展示了推挽大功率开关电路中防止同时开关所需的各个驱动上的死区时间。 图2展示了一种由时钟振荡电路输出产生推挽用输出信号的电路,该电路可以使OUT1、OUT2的DT部分分离。这种电路的特点是DT通常恒定,而输入频率变化和输出波形负载也会相应改变。需要延迟电路部分的输入波形负载为50。 图2则是死区时间发生器的具体示意图。

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    本发明提出了一种用于电力系统中的死区时间生成电路,旨在优化电力开关操作时的安全性和稳定性。通过精确控制断开与闭合之间的时间间隔,有效防止电气设备在切换过程中出现误动作或损坏,保障系统的可靠运行。 在驱动电动机等的电力开关电路中,采用半桥式及全桥式电路时,必须要注意图1所示实现推挽动作设备的断开时间tdOFF的存在。如果推挽动作中的开关元件同时处于ON状态,则会出现短路现象,导致设备损坏。因此,在使用IGBT时应设计数微秒(μs)的空区(死区时间:DT)。图1展示了推挽大功率开关电路中防止同时开关所需的各个驱动上的死区时间。 图2展示了一种由时钟振荡电路输出产生推挽用输出信号的电路,该电路可以使OUT1、OUT2的DT部分分离。这种电路的特点是DT通常恒定,而输入频率变化和输出波形负载也会相应改变。需要延迟电路部分的输入波形负载为50。 图2则是死区时间发生器的具体示意图。
  • STM32子-计算.rar
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    本资源为STM32微控制器应用中关于死区时间计算的相关资料,包括原理介绍、配置方法及示例代码,适用于电机控制等PWM信号处理场景。 STM32死区时间计算是嵌入式系统中的一个重要概念,在使用电机控制如PWM(脉宽调制)时尤为关键。它确保电路安全并防止直通现象发生,对于保护电路至关重要。 STM32是一款基于ARM Cortex-M内核的微控制器,适用于各种嵌入式应用,包括电机控制。F0、F1、F2是不同系列的产品,在性能、功耗和外设支持方面有所区别,但都提供对PWM接口的支持。 死区时间是指在一对互补PWM信号之间设置的一小段时间间隔,确保一个通道关闭时另一个不会立即开启。这可以避免两个开关元件同时导通造成的短路,并保护电路安全。 STM32的TIM(定时器)模块可配置为生成PWM信号。通过预分频器、计数器和比较寄存器等组件来创建所需的波形,死区时间则在输出比较单元中设置,可通过编程调整相应寄存器如TIMx_BDTR中的值实现。 要设定STM32的死区时间,在配置定时器时需通过程序指定DTG字段的具体数值。这表示了占PWM周期比例的死区时间长度,并可根据电机控制需求灵活调节该参数。 在三相逆变器等驱动电路中,会使用到多个开关来生成适当的PWM信号以控制转速和方向。因此,在这些应用场合下设置合理的死区时间对于提高系统的稳定性至关重要。 STM32固件库中有专门的函数如HAL_TIM_PWM_SetDeadTime()用于调整这一参数。开发人员需要根据具体项目需求计算出合适的值并进行相应配置。 需要注意的是,过长或过短的死区时间都会影响电机的工作效率和动态性能,因此在实际应用中可能需通过实验或仿真来确定最佳设置方案。 综上所述,理解并正确地设定STM32中的死区时间对于开发高效可靠的电机驱动系统是至关重要的。
  • STM32定PWM波形
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    本文章详细介绍如何使用STM32微控制器通过其定时器功能来产生包含特定死区时间的脉冲宽度调制(PWM)信号,适用于电机控制等应用。 STM32定时器输出带有死区时间的PWM波形。死区时间为1微秒,CH1、CH2和CH3之间的相位差为3微秒,频率为50千赫兹。此外,还可以通过修改代码实现刹车控制功能。
  • PWM:Simulink模型支持具有用户自定义PWM及互补信号- MATLAB
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    本项目提供了一种在Simulink环境中创建PWM波形的方法,特别支持用户定义的死区时间设置,并能产生相应的互补信号,适用于电机控制等应用。 使用此 Simulink 模型及其初始化文件可以动态生成具有相位和频率校正死区时间的 PWM 信号(高电平和低电平),用作互补电源开关(如 MOSFET、IGBT 等)的输入。您可以指定 PWM 频率和死区时间。该 Simulink 模型的设计灵感来源于微控制器中的 PWM 行为,特别是 Atmel 的相关实现方式。如果您有任何改进模型的建议,请随时告知我。
  • H桥直流机驱动
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    本设计提出了一种包含死区补偿与延时优化机制的H桥逆变器控制策略,有效提升直流电机运行效率及动态响应性能。 由于H桥驱动直流电机换向过程中可能出现上下桥臂直通现象导致短路问题,因此许多电机驱动芯片内置硬件实现的死区延时电路;当然也可以通过软件延时来达到相同效果,但这样会增加MCU负担。该电路中的延时时间可以通过调整图中RC值进行调节。当H桥采用PWM调速且需要换向功能时通常需要用到两个PWM口,但在同一时间段内只有一个口在工作,因此在此电路设计中加入了简单的数字逻辑电路以实现仅使用一个PWM口和一个普通I/O口即可完成调速与换向的功能。
  • STM32F407ZGT6 双组互补PWM
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    本项目基于STM32F407ZGT6微控制器,实现双组互补PWM信号生成,并具备灵活调节死区时间的功能,适用于电机控制等应用。 STM32F407ZGT6 可以生成带有可调死区时间的两组互补PWM信号。
  • 检测.docx
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    本文档探讨了死区时间检测的概念与技术应用,分析其在系统响应延迟中的重要性,并提供了有效的检测方法和优化策略。 英飞凌单片机内置了CCU6模块,可以软件控制PWM波的生成与关闭。由于MOS管在关断特性上有所不同,为了防止H桥切换时出现同向导通的情况,需要设置死区时间以提供保护。
  • 机驱动中理论计算方法
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    本研究探讨了在电机控制系统中的死区效应,并提出了一种针对死区时间进行精确理论计算的方法,以优化系统性能。 该文档由英飞凌公司编写,内容涉及电机驱动技术中的死区时间设置计算方法。
  • STM32F103PWM信号
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    本文介绍了如何使用STM32F103微控制器生成包含死区时间控制的双通道PWM信号的方法和步骤。 控制STM32F103输出两路互补的并带死区的PWM波,用于MOSFET半桥或全桥控制。