BLDC电机中的死区时间究竟是什么?

本文详细解析了在BLDC电机驱动电路中,为何需要设置死区时间以防止上下桥臂的MOSFET同时导通,避免电路损坏。通过Ruichip公司的RU6099芯片为例,阐述了如何计算合适的死区时间。

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BLDC会通过IGBT电路进行驱动,驱动原理图大致如下图:

其中上边三个管子“管的是正极”(原谅我不会用专业术语,本人不是专门搞电机和电气的,哈哈哈)。下边三个管子“管的是负极”。这个电路中,上下对应的两个管子是不能同时导通的。

在周期切换的时候,MOS管的导通状况总是事与愿违。假设,你和前任两个的课恰好在一个教室(电路系统)上课,只是上课时间错开一节,而你总是在上完课的时候坐在座位上多学一会儿(这就相当于数据手册上的turn-off delay time 和turn-off fall time),这时候如果你前任进教室遇见了你,气氛一下子不就尴尬起来了吗?所以为了你们两个避免见面(也就是避免上、下两个管子同时导通),我们需要把你前任上课的时间后调一调,让你俩永不见面(哈哈,这是为你好啊,兄dei)(这其实是避免元器件和电池的损坏)!!

设置死区时间就是为了避免上下两个MOSFET同时导通的。以Ruichip公司的RU6099为例,来说明一下,看图:

 因为开启延时(t1+t2)小于关闭延时(t3+t4),因此在周期切换时刻后,总存在两个MOSFET同时导通的情况。为了避免这种情况的发生,需要将下边的开启时刻往后拖延点时间,并设这个拖延时间为\Delta t,根据上述时序图分析可知,两管不会同时导通的条件满足:

                                                               \Delta t=(t_{3}+t_{4})-(t_{1}+t_{2})      

死区时间的最小值就是\Delta t因此对于RU6099来说,死区时间至少设为(40+62)-(14+17)=71ns。一般情况下,设置死区时间要几倍于这个理论值,并且还要参考实际情况等。

说明:时序图中未标出下边管子的t1和t2,读者可以在演算纸上推理一下,思路会更清晰。专业术语表达的不是太清楚,还请广大读者批评指正。作文以记之,以后遇到就会了!

很感谢这篇参考文献http://bbs.eeworld.com.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=501939&page=1#pid2076176

 

 

要实现BLDC电机的精确六步换相,首先需要了解霍尔传感器的工作原理和中断触发机制。霍尔传感器作为位置检测器,能够提供转子位置的精确信息,这对于有感驱动的换相至关重要。 参考资源链接:[BLDC电机有感驱动详解:六步换相与霍尔效应](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/6rrm461egf?spm=1055.2569.3001.10343) 在有感驱动模式下,霍尔传感器通常会提供三路信号,分别对应电机转子的位置。这些信号是数字输出,它们的状态变化触发微控制器的中断,从而告诉控制系统何时进行换相。中断发生后,微控制器会读取当前的霍尔信号状态,然后根据状态来决定下一步应该打开哪两相绕组。 具体换相步骤如下: 1. 初始化微控制器和电机驱动电路。 2. 配置微控制器的IO端口,设置中断处理函数以响应霍尔传感器的状态变化。 3. 等待霍尔传感器信号触发中断。 4. 读取当前霍尔传感器的状态,并将其转换为对应的换相逻辑。 5. 根据换相逻辑,控制相应的驱动电路,使能对应的IGBT或者MOSFET,从而实现绕组电流方向的改变。 6. 持续监测霍尔传感器状态,重复步骤3至5,完成一个完整的六步换相周期。 为了确保换相的精确性,每个步骤的执行时间必须非常短。中断触发机制允许微控制器以极高的效率响应霍尔信号的变化,并快速执行换相。这要求软件和硬件的紧密配合,以及对中断优先级、响应时间等因素的精确配置。 正确实现六步换相对于电机的稳定运行和性能至关重要。实践中的挑战可能包括信号的噪声干扰、死区时间的设置以及换相时刻的准确性等。因此,深入学习和理解相关技术和策略对于开发高性能的BLDC电机控制系统非常必要。 推荐阅读《BLDC电机有感驱动详解:六步换相与霍尔效应》,这本教程详细讲解了六步换相原理和霍尔传感器在BLDC电机驱动中的应用,提供了丰富的实践案例和解决方案,可以帮助你全面掌握这一技术。 参考资源链接:[BLDC电机有感驱动详解:六步换相与霍尔效应](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/6rrm461egf?spm=1055.2569.3001.10343)
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