上下橋臂的三極管不能同時(shí)導(dǎo)通的主要原因是為了防止直流電源短路?。在橋式逆變電路中，同一橋臂的上、下兩個(gè)可控器件如果同時(shí)導(dǎo)通，會(huì)導(dǎo)致直流電源直接短路，產(chǎn)生極大的電流，從而損壞電路?。

PWM是脈寬調(diào)制，在電力電子中，最常用的就是整流和逆變。這就需要用到整流橋和逆變橋。對(duì)三相電來(lái)說(shuō)，就需要三個(gè)橋臂。以?xún)呻娖綖槔?，每個(gè)橋臂上有兩個(gè)電力電子器件，比如IGBT。這兩個(gè)IGBT不能同時(shí)導(dǎo)通，否則就會(huì)出現(xiàn)短路的情況。

因此，設(shè)計(jì)帶死區(qū)的PWM波可以防止上下兩個(gè)器件同時(shí)導(dǎo)通。也就是說(shuō)，當(dāng)一個(gè)器件導(dǎo)通后關(guān)閉，再經(jīng)過(guò)一段死區(qū)，這時(shí)才能讓另一個(gè)導(dǎo)通。

死區(qū)時(shí)間的概念及其作用

為了解決高速PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)在達(dá)到功率元件控制極時(shí)可能產(chǎn)生的延遲問(wèn)題，通常會(huì)在上下橋臂之間設(shè)置一個(gè)“死區(qū)時(shí)間”。死區(qū)是指在上半橋關(guān)斷后延遲一段時(shí)間再打開(kāi)下半橋，或在下半橋關(guān)斷后延遲一段時(shí)間再打開(kāi)上半橋。這樣可以在上下橋臂的元件都關(guān)閉的時(shí)段內(nèi)避免同時(shí)導(dǎo)通，從而防止功率元件燒毀?。

PWM控制方式

在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過(guò)不同的控制方式來(lái)確保上下橋臂的三極管不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通。例如：

?PWM控制上管，下管電平控制(恒高或者恒低)?：這種方式通過(guò)PWM控制上管，而下管則保持恒定的高電平或低電平。

?PWM控制下管，上管電平控制?：這種方式通過(guò)PWM控制下管，而上管則保持恒定的高電平或低電平。

?上下管都是PWM控制?：這種方式通過(guò)互補(bǔ)載波技術(shù)，確保上下管的PWM信號(hào)互補(bǔ)，從而避免同時(shí)導(dǎo)通?。

一、逆變器同一橋臂不能同時(shí)導(dǎo)通的原因

逆變器是將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的電力變換裝置。在逆變器的三相橋式逆變電路中，每個(gè)橋臂包含一個(gè)開(kāi)關(guān)管和一個(gè)二極管，其中開(kāi)關(guān)管用于控制電壓和電流的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。在逆變器工作時(shí)，需按照一定的開(kāi)關(guān)規(guī)則將不同的橋臂導(dǎo)通，以產(chǎn)生所需要的交流輸出電壓和頻率。

如果同一橋臂的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，那么這兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的正負(fù)極電壓之差將為零，直流電路將會(huì)短路，流經(jīng)這個(gè)橋臂的電流將會(huì)非常大，從而使電子元件過(guò)載，導(dǎo)致逆變器損壞。因此，為了避免這種情況的發(fā)生，逆變器同一橋臂不能同時(shí)導(dǎo)通。

二、如何避免逆變器同一橋臂的短路和損壞

為了避免逆變器同一橋臂的短路和電路損壞，需要采取以下措施：

1、合理設(shè)計(jì)電路：逆變器電路設(shè)計(jì)應(yīng)該合理，各橋臂之間應(yīng)該保證互相獨(dú)立，避免同一橋臂同時(shí)導(dǎo)通。

2、選用質(zhì)量穩(wěn)定的元器件：選用質(zhì)量穩(wěn)定、符合技術(shù)要求的電子元器件，以避免元器件過(guò)載或失效。

3、控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間：通過(guò)準(zhǔn)確控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，確保不會(huì)發(fā)生同一橋臂同時(shí)導(dǎo)通的情況，從而保證逆變器的正常工作。

4、添加電流限制電路：逆變器電路中添加電流限制電路，可以在電流超過(guò)一定范圍時(shí)，對(duì)電流進(jìn)行限制，從而避免逆變器因電流過(guò)大而導(dǎo)致的短路和元器件過(guò)載。

三、異常導(dǎo)通的主要誘因分析

1. 柵極驅(qū)動(dòng)故障：驅(qū)動(dòng)器電源跌落導(dǎo)致MOSFET柵極電荷釋放不完全

2. 電磁干擾：大電流切換時(shí)產(chǎn)生的dV/dt通過(guò)米勒電容引發(fā)誤導(dǎo)通

3. 熱失控：結(jié)溫升高導(dǎo)致閾值電壓下降，可能引發(fā)直通現(xiàn)象

4. 控制程序跑飛：MCU異常復(fù)位期間輸出不確定電平

四、工程防護(hù)措施的實(shí)施方案

1. 增強(qiáng)柵極驅(qū)動(dòng)能力：采用負(fù)壓關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路

2. 優(yōu)化PCB布局：縮短功率回路，降低寄生電感

3. 增設(shè)緩沖電路：在橋臂間并聯(lián)RC吸收網(wǎng)絡(luò)

4. 引入狀態(tài)監(jiān)控：實(shí)時(shí)檢測(cè)VDS電壓判斷導(dǎo)通狀態(tài)

五、系統(tǒng)維護(hù)的關(guān)鍵要點(diǎn)

定期進(jìn)行以下檢測(cè)項(xiàng)目：

1. 柵極電阻阻值漂移測(cè)試

2. 驅(qū)動(dòng)波形上升/下降時(shí)間測(cè)量

3. 死區(qū)時(shí)間實(shí)際值校驗(yàn)

4. 功率器件結(jié)溫監(jiān)測(cè)

在完善的保護(hù)設(shè)計(jì)下，無(wú)刷電機(jī)上下橋臂同步導(dǎo)通屬于極小概率事件。但通過(guò)理解故障機(jī)理并實(shí)施預(yù)防性維護(hù)，可進(jìn)一步提升系統(tǒng)可靠性。

總之，逆變器同一橋臂不能同時(shí)導(dǎo)通是為了避免直流電路短路和電路損壞，需要采取合理的電路設(shè)計(jì)、選用質(zhì)量穩(wěn)定的元器件、準(zhǔn)確控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間和添加電流限制電路等技術(shù)措施來(lái)避免這種情況的發(fā)生。