[发明专利]一种PWM波死区生成电路

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子控制领域，特别是涉及一种PWM波死区生成电路。

背景技术

电力电子技术是21世纪应用最广泛的技术之一，随着电力电子技术在国民经济中的作用不断增强，电力电子技术的发展也非常迅速。因此，对电力电子系统性能、可靠性等要求愈来愈高。

通常在的电力电子变换器中，使用PWM波控制开关器件。主控制器产生控制信号及PWM信号；驱动电路接收来自主控制器的控制信号及PWM信号，对控制信号及PWM信号进行处理后输出满足控制要求的PWM波，以控制电力电子变换器中的开关器件。在主控制器与驱动电路之间必须涉及信号的传递，在高精度电力电子控制应用中，控制开关器件的PWM波必须满足以下要求：

1、具有高的时间分辨率。

2、与主控制器的信号保持相位的同步。

在电力电子中，最常用的就是整流和逆变，这就需要用到整流桥和逆变桥。对三相电来说，就需要三个桥臂，以两电平为例，每个桥臂上有两个电力电子器件，比如绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，这两个IGBT器件不能同时导通，否则就会出现短路的情况。因此，设计带死区的PWM波可以防止上下两个器件同时导通。也就是说，当一个器件导通后关闭，再经过一段死区，这时才能让另一个导通。现有技术中，为了得到带有死区的PWM波，用来控制电力电子变换器中的两个开关器件，通常采用以下两种方式：

一是控制器产生的方式，由主控制器产生带死区的两个PWM波，驱动电路板不进行额外处理，直接驱动开关器件，该法虽然可以保证原有的PWM精度不损失，但是多路传送时信号线繁多，传输线缆制作复杂；传输过程中任何一个环节发生问题，都存在桥臂直通的风险；信号线越多越容易受到干扰，从而使开关器件误动作，甚至产生危险。

二是驱动电路板采用RC电路延迟方式，该方法属于模拟的方式，通过调整电阻R和电容C的值来调节RC电路的时间常数，配合反相电路产生带死区的两个PWM波，而且需要加入施密特反相器进行波形整形，才能产生符合要求的PWM波，这种方法的问题在于要求的死区一致性越高对电阻R和电容C的精度要求也就越高，而电阻和电容的个体之间的差异性比较大，要保证多路PWM波的一致性，就必须对采用的电阻和电容进行严格筛选，费时费力，成本高，重复性较差，调整起来麻烦，在低精度的场合可以应用，但不适合应用到高精度的领域中。

鉴于现有这两种方式的弊端，如何提出一种精度高、相位一致性高的PWM波死区生成电路已成为本领域的技术人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种PWM波死区生成电路，用于解决现有技术中PWM波死区生成电路成本高、重复性差、精度低、信号线多、干扰大等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种PWM波死区生成电路，所述PWM波死区生成电路至少包括：

倍频器、死区生成模块、直通保护监测模块；

所述倍频器接收第一时钟信号，对所述第一时钟信号进行倍频处理后输出第二时钟信号；所述死区生成模块的输入端连接第一PWM波信号，并连接于所述倍频器，以所述倍频器输出的所述第二时钟信号为基准时钟对所述第一PWM波信号进行处理，得到若干个带死区的PWM波信号；

所述直通保护监测模块连接于所述死区生成模块，用于对所述死区生成模块产生的带死区的PWM波信号进行监测保护，避免开关同时导通造成电路短路。

优选地，所述倍频器为PLL锁相环倍频器。

优选地，所述第一时钟信号的频率小于所述第二时钟信号的频率。

优选地，所述第一时钟信号为差分时钟信号。

优选地，所述第一PWM波信号由主控制器输出。

优选地，所述死区生成模块产生2个带死区的PWM波信号。

优选地，所述死区生成模块通过数字逻辑电路实现。

优选地，所述直通保护监测模块还连接于所述倍频器，以避免精度损失。

优选地，所述直通保护监测模块输出的带死区的PWM波信号与所述第一PWM波信号的相位同步。

优选地，多路所述PWM波死区生成电路同时工作时，可复用所述倍频器。

如上所述，本发明的PWM波死区生成电路，具有以下有益效果：

1、输入的时钟信号为低速的差分时钟信号，抗干扰性强，能够保证产生的PWM波信号与主控制器输出的PWM波信号相位同步，且更容易实现。