5Hz三档三相SPWM波形的生成方法

2.1硬件电路

　　选择8098单片机HSO0、HSO1、HSO2输出三路SPWM波，经图3裂相延时整形互锁电路后得到6路SPWM信号。这样采用了硬件电路进行裂相并由硬件电路进行延时产生死区时间，使得逆变器同一桥臂上的功率开关完成先关断后开通的死区控制逻辑，并且避免了由于软件失误而造成的直通事故，从而使得驱动电路的SPWM信号本身具有极好的可靠性。

图3裂相延时整形互锁电路

　　死区时间的大小主要由以下几方面决定：驱动电路在开通和关断两种模式工作时，信号传递延迟时间有差异；逆变器桥臂上下两功率开关器件的驱动不可能达到完全一致；功率器件不是理想开关，其开通和关断都有延时且不等。

　　因此，要综合这几个因素来确定死区时间的长短，并给予一定的余量，总之要充分估计导通时控制信号到功率管开通的最小延迟时间tonmin和关断时控制信号到功率管关断的最大延迟时间toffmax。则死区时间可以定为toffmax－tonmin。实际中则取死区时间略大于toffmax。

　　本文采用IGBT作逆变器的功率开关管和EXB841驱动模块，EXB841最大延迟时间为1.5μs,IGBT一般不超过期3μs，因此本文死区时间定为5μs。

　　下面对图3的电路原理及以参数的确定进行分析。可以认为在比较器上不存在信号延迟。由于本电路采用LM339，其输出为OC输出，输入阻抗很大。图4为图3电路中各点波形。电位器RP抽头的电位为四个比较器的比较电压UR。考虑到HSO输出电流小，因此A1作缓冲器，B1作倒相器。电压UA1及UB1经RC电路充放电完成延时，再经A2、B2与参考电压UR比较整形得输出OUTA、OUTB。波形OUTA、OUTB相加可以得到代表死区时间的负脉冲，其宽度即为死区TD。　　

图4各点的波形

图3中A组与B组电路阻容参数对应相同，在此以A组为例来说明阻容参数的确定。当HSO由低电平变为高电平时，CA上电压UA2初始值为零，并且由于LM339为OC输出，则形成5V电源、RA1、RA2、CA、地的充电回路，时间常数tA1=(RA1＋RA2)CA,当UA2上升至UR时，比较器A2翻转；在HSO由高变低时CA经RA2放电向比较器A1输出灌入电流，其时间常数τA2=RA2·CA，由于RA2RA1(在此RA2只是为了限制在CA放电时瞬间吸入电流不致过大),因此tA1tA2，由于UA2=UR=VCC，其中：τA1=（RA1＋RA2）CA≈RA1CA，解此方程得死区时间TD如下：本文中死区取5μs，VCC=5V，当UR=2.5V时，RA1CA=7.2μs