H桥SPWM波产生电路及死区电路的分析

1、 H桥电路

H桥的工作原理如下，正半波时Q1,Q4导通，Q2,Q3截止；负半波时Q2,Q3导通，Q1,Q4截止。而且要保证Q3和Q4,Q1和Q2不能同时导通。即Q3与Q4，Q1与Q2要有死区，所谓死区就是在导通和关断不是同时进行的，要错开一段时间。以防止上，下桥臂出现同时导通的现象。后面会讲解这个死区是如何用硬件产生的。（当然用软件也可以做到。）

注：驱动波形只是示意图形，并不精准。

 

2、 正弦脉宽调制（SPWM）的原理：

正弦脉宽调制（SPWM）的产生有的是用硬件做的，有的是用软件做的，原理如下：

 

正弦脉宽调制波形图

3、 正弦脉宽调制（SPWM）电路死区的产生电路分析

正弦脉宽调制（SPWM）电路如下，电路各个点的大概波形示意如图，输入为一路50Hz方波和一路20KHz SPWM波。输出为四路SPWM，正好驱动H桥的4个桥臂。注意，AH,AL,BH,BL不能直接驱动IGBT，需要经过厚膜电路变换后再驱动IGBT。后面主要分析死区的产生过程。

 

R4,C4,D4组成RC充电延时电路，即充电速度缓慢，放电速度很快。使脉冲的上升沿变缓，下降沿不变。这就是死区的产生原理，通过调整R,C的值可以修改死区时间。（其它三组原理相同）

 四2与非门CD4093真值表

SD（输入A）	SPWM（输入B）	输出
1	0	1（与SPWM反相）
1	1	0（与SPWM反相）
0	0	1  (保持高)
0	1	1  (保持高)

当控制信号SD = 1时，四2输入与非门CD4093的等效电路：

可以看到等效为一个反相器。输出与输入是反相的。

 

当控制信号SD = 0时，四2输入与非门CD4093的等效电路：

无论SPWM输入是高还是低，输出都是高。即CD4093把SPWM锁死不让其通过输出端输出。

 

当V28上升到VH门阀电压时，CD4093的输出3脚电平出现翻转。即V33输出由高转为低。（其它三组原理相同）

V26 -- V29,V31,V33波形如下图所示：

 

正弦脉宽调制（SPWM）脉冲的前沿延迟控制波形图，这只是示意图，与上面电路的逻辑不符，贴这个图只是为了形象表明SPWM的变化过程，下面波形图才符合电路的逻辑原理。

 

        正弦脉宽调制（SPWM）脉冲的前沿延迟控制波形图