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一种RC延时电路在变频控制中的使用

2011-10-28 01:32:50 6271 变频门电路变频控制

0 摘要：本文主要说明一个由rc与或门电路结合延时电路在一变频控制中使用，完成了原有ic死区时间不确定难题。关键词：延时电路；ipm；死区时间变频控制死区时间介绍熟悉ipm(inteligent power module)工作原理知识工程师都知道，控制ipm工作六路pwm信号，在导通时序上，控制同一通道上下两路信号不能出现同时导通情况，如图1所示。也就是说同一桥臂两个igbt不能同时导通，如果同时导通，轻则引起ipm工作保护，造成停机，重则将ipm模块击穿，造成模块损坏。所对，在pwm信号算法解决方案上，同一通道上下两臂控制信号在导通时间上要有一个时间间隔，即“死区时间”。不同模块对死区时间条件是不一样，如三菱使用分离电源供电ipm 模块，其死区时间通常条件在3.5ms对上，而使用单电源供电模块，其死区时间则能做到2ms。通常，死区时间数值能在eeprom中设置，表1即为本文所用模块死区时间设置表。难题出现及实现方案设想在实际工作中会碰到这么一种情况，由于硬件掩膜难题，造成了ic上电后0，1状态不确定，除非eeprom中设置为0，否则死区时间都是不确定，从而使得模块可靠性大大减少。由于批次掩膜数量多达数万片，如果完成不了这个难题，则会造成很大损失。为了有效地减少成本，必须想办法把这批有漏洞ic采用起来。综合各方面考虑，要完成这一难题，本文提出了三种实现方案： 1. 增加一个ic作为变频软件驱动，原ic作为主ic。 2. 不增加单片机，选择一款高速ipm，然后在eeprom中设置一种理论上适当死区时间，如2.4ms&19.2ms，由于ic上电后0，1状态不确定，所对还需通过数据实验来进一步验证： a. 如果死区时间为2.4ms时ipm没难题； b. 如果死区时间为19.2ms时压机电压不存在难题。则说明理论上该方案实例可行。 3. eeprom中死区时间设置为0，然后增加一硬件延时电路，对pwm控制信号下降沿进行延时拖后(信号低电平有效)，上升沿不变，从而解决方案对死区时间调节。研究三种方案实例，第一种方案实例明显地会增加产品成本，第二种方案实例理论上可行，不过数据实验上相比较复杂，压频曲线难对确定，且会使产品可靠性减少。第三种方案实例，由于条件仅仅对信号下降沿进行延时拖后，考虑到rc加一或门电路能解决方案这一功能，如果增加这种延时电路，成本增加不多，数据实验上相比较简单，且还能使该ic通用化，可行性好。下面就说明该电路解决方案方案实例。数据实验方案实例解决方案及数据实验结果图2为其中一路控制信号原理。mcu输出信号(x)经由设计方案延时电路延时后(x)输入到ipm模块。由于eeprom中死区时间设置为0，所对，如果不加外围电路，则pwm信号死区时间为0.5ms，远不能足够模块工作环境，要保证ipm 正常工作，必须使信号延时大于模块能够工作最小死区时间。为了保证模块能够安全可靠地工作，这里选择外围延时时间为10ms，故电阻型号参数为1kw，精度为1%,电容为103pf，误差为10%。经实际测试使用，电路实际效果如图3(a)，图3(b)所示。图3(a)为信号有延时与无延时信号相比较，其中3通道为有延时信号波形，2为无延时信号波形。从示波器上能够明显地看出3通道信号下降沿有明显拖后，经测量使用，这个拖后时间为10ms左右。图3(b)为同一桥臂两路信号经延时后波形，从波形能看出，在2通道导通的前，3通道已经关断，而3通道则是在2通道关断对后才导通，保证了两路信号的间稳定死区时间。当然，波形上显示这个死区时间并不是严格10ms，但这个误差是在允许范围的内，(下面会对此进行研究)。使用该电路后，压缩机启动平稳，且足够产品所条件性能。数据实验误差研究考虑到延时电路中电阻，电容误差，最大延时误差能很轻松地计算出：上偏差： ms 下偏差： ms 由计算出来结果能看出，对于10ms死区时间来说，该误差是完全能接受。结语综上所述，采用外围所加一个简单延时电路，成功克服了ic上硬件漏洞，取得了显著经济效益。■ 参考文献 1 [美]s.m.欣内尔斯著. 现代控制系统理论及使用. 第2版. 李育才译. 北京: 机械工业出版社，1979 2 清华大学电子学教研组编. 模拟电子技术信息基础简明教程. 第1版. 高等教育出版社，1995 3 张燕宾著. spwm变频调速使用技术信息. 第2版. 机械工业出版社，2002 0
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