关于死区的问题！！！急急急啊！求指教

wangmingwei093 · 发表于 2018-9-8 23:00:59

在网上看了N个关于死区的解释，千篇一律，我一直没想明白，如何通过下图来解释呢？（这个图是在无刷电机中看到的）不懂这个死区对应的不应该是两相的上下桥吗，按照这个图是同一相的上下桥了。不懂，求大神解释下，如何理解这个死区（网上说的死区我看了，大概的明白是什么意思，但是不能放到具体的电路中去解释，心里总是不懂什么意思）

wangmingwei093 · 发表于 2018-9-8 23:02:56

PA8/9/10和PB13/14/15是定时器1的PWM的6路PWM输出，如何通过这个电路图解释下，或者如果这个电路图解释不了，那么能否通过一个电路图解释下，小弟感激不尽！！！！

edmund1234 · 发表于 2018-9-9 00:45:08

完美的理解MOS就只有开与关两个状态，但现实并没有这种美事，在状态转完时（很短的时间），第三种部分导通的状态出现。

当控制两MOS转变电流方向时，在很短的时间内，两MOS都处于第三种状态，而后果是，很短时间内有电流从上面的MOS流经下面的MOS到地，而不是流到负载去。

这种不是流到负载去的电流是损耗，费工这还是小事，大事是它会让MOS产生很大的功耗，比起在关与闭的两种状态下大得多得多，而这功耗将会转化为热能。

为了避免第三种状态引起的问题，就发明了死区这东东，意思是上下两管的控制信号不完全是相反的状态，而是在关闭一MOS的信号后，Delay一段时间，后才打开另一MOS，这是错开两MOS管的第三种状态的方法，以避免电流直接流经两MOS管

这就是死区的用意

edmund1234 · 发表于 2018-9-9 00:47:39

死区的设置跟MOS管的开发速度，跟PCB布板有关，没有确定的值，要自己调的

wangmingwei093 · 发表于 2018-9-9 07:41:42

edmund1234 发表于 2018-9-9 00:47
死区的设置跟MOS管的开发速度，跟PCB布板有关，没有确定的值，要自己调的

嗯感谢你的回答，我的意思是，这里的死区按照上面给的原理图，怎么去理解，因为看到网上的波形，死区时间是两个反向通道的一个时间差，例如PA8和PB13的CH1和CHN1两个通道的，但是这样我就不理解三桥驱动了，三桥驱动是PA8和PB14通（比如一相导通），然后PA8和PB13是同一相，所以不理解了

wangmingwei093 · 发表于 2018-9-9 12:29:51

edmund1234 发表于 2018-9-9 00:45
完美的理解MOS就只有开与关两个状态，但现实并没有这种美事，在状态转完时（很短的时间），第三种部分导 ...

您收的这些我理解，但是STM32的死区设置只有反向两通道有，例如PA8和PB13（我看的别人发的波形，在PB13上有死区时间），可以这是相同的一相，如上图所示，既然在同一相上有什么用呢？我换相的时候，是两相导通，例如第一相PA8和PB14，第二相PA8和PB15，如果第一相导通，换相的时候，要PB14关闭，PB15导通，那么PB14上设置死区有什么关系吗？说的有点乱，不知道我说的你能看明白吗

edmund1234 · 发表于 2018-9-9 13:52:08

本帖最后由 edmund1234 于 2018-9-9 13:55 编辑

wangmingwei093 发表于 2018-9-9 12:29
您收的这些我理解，但是STM32的死区设置只有反向两通道有，例如PA8和PB13（我看的别人发的波形，在PB13上 ...

真的不明白你说的是什么？
特别是你说， STM32的死区设置只有反向两通道有

这是死区的5种方式，你是看了别人的代码用了其中一种方式，就以为这是ST所提供的所有？

Page · 发表于 2018-9-9 21:02:37

死区主要防止桥驱动的时候，上管在开的时候，下管也处在开的状态，这样电流就会从上管直接留到下管。而理想状态下，MOS开关没有延时，这种情况下是可以不用死区的。但是实际情况是MOS开关有一个延时，而死区的作用就是确保这个区间不要出现上下管同时打开的情况。而一般这个死区是设置在下管。

wangmingwei093 · 发表于 2018-9-11 10:21:09

edmund1234 发表于 2018-9-9 13:52
真的不明白你说的是什么？
特别是你说， STM32的死区设置只有反向两通道有

我用寄存器去挨个试了下，OISx和OISNx是控制空闲状态下的输出电平，根据说明书和我测试的，是关闭MOE时的输出，你列出来的我只模拟出前两种和后两种，中间的也就是第三种条件，我没模拟出来，不知道什么原因。所以我感觉这并非是5种方式，首先只有CCxE=1，CCxNE= 1时，才会有两路PWM输出，才有死区时间，当关闭路PWM输出时，就不会有死区了，关闭后的那一路，只会输出提前设置好的电平。附图说明。我只上传前三种，第四种和第五种没什么意义，看不出来啥

wangmingwei093 · 发表于 2018-9-11 10:23:28

edmund1234 发表于 2018-9-9 13:52
真的不明白你说的是什么？
特别是你说， STM32的死区设置只有反向两通道有

所以，我认为，其实死区时间还是只有一种方式吧，其他都是根据设置不同而出来的不同波形而已，都是OCNx输出的带有死区时间。

wangmingwei093 · 发表于 2018-9-11 10:25:37

Page 发表于 2018-9-9 21:02
死区主要防止桥驱动的时候，上管在开的时候，下管也处在开的状态，这样电流就会从上管直接留到下管。而理想 ...

昨天一天都在研究这个，其实我一直没明白怎么用这个死区时间，我看原子哥说的，死区时间是用在无刷电机上的，可是我实在想不通，下管带有死区时间，怎么去运用这个死区时间，道理都懂，但是和实际总是想不到一块上，简单说就是理论和实际想不通怎么完全吻合。

Page · 发表于 2018-9-11 10:31:46

wangmingwei093 发表于 2018-9-11 10:25
昨天一天都在研究这个，其实我一直没明白怎么用这个死区时间，我看原子哥说的，死区时间是用在无刷电机上 ...

你是纯软件出身的吗？！网上讲的和我说的应该是已经非常清楚了，而这个死区时间要如何设置，具体要看管子的特性了。开关电源中，硬开关也是有死区时间之说的

edmund1234 · 发表于 2018-9-11 10:41:06

本帖最后由 edmund1234 于 2018-9-11 10:47 编辑

wangmingwei093 发表于 2018-9-11 10:21
我用寄存器去挨个试了下，OISx和OISNx是控制空闲状态下的输出电平，根据说明书和我测试的，是关闭MOE时的 ...

首先这5种模式并非本人所列出，而是我从ST的reference manual拍出来的
其次，你把ARR与死区时间弄得达接近，没法看到效果

看到现在我还没搞明白你的问题在哪儿，倒不如你把你想要做到的时序效果画出来吧

wangmingwei093 · 发表于 2018-9-11 10:41:28

Page 发表于 2018-9-11 10:31
你是纯软件出身的吗？！网上讲的和我说的应该是已经非常清楚了，而这个死区时间要如何设置，具体要看管子 ...

发消息聊天太不方便了，，，，您说的硬件我都懂，我也明白是为了防止烧坏MOS管，可是我结合无刷电机的原理后，就不能理解设置死区的意义了，例如我贴出来的第一张原理图

wangmingwei093 · 发表于 2018-9-11 10:42:16

wangmingwei093 发表于 2018-9-11 10:41
发消息聊天太不方便了，，，，您说的硬件我都懂，我也明白是为了防止烧坏MOS管，可是我结合无刷电机的原 ...

您方便加我个QQ吗，494184259，能通过QQ聊一下吗

wangmingwei093 · 发表于 2018-9-11 10:42:41

Page 发表于 2018-9-11 10:31
你是纯软件出身的吗？！网上讲的和我说的应该是已经非常清楚了，而这个死区时间要如何设置，具体要看管子 ...

您方便加我个QQ吗，494184259，能通过QQ聊一下吗

wangmingwei093 · 发表于 2018-9-11 10:49:55

edmund1234 发表于 2018-9-11 10:41
首先这5种模式并非本人所列出，而是我从ST的reference manual拍出来的
其次，你把ARR与死区时间弄得达 ...

我不明白怎样用死区来控制无刷电机，想不通这个原理，因为我根据无刷电机原理写了一套控制程序，但是MOS管烧了，我不知道和设置死区时间有没有关系，我想不通程序为什么会导致MOS管烧掉，因为程序里真的发现不了MOS管同时导通的时候，如果有这种情况，怎么利用这个死区时间，原理图就是上面的这个，问题就是这个

Page · 发表于 2018-9-11 10:51:00

wangmingwei093 发表于 2018-9-11 10:42
您方便加我个QQ吗，494184259，能通过QQ聊一下吗

加不了你，不过我在网上找到一个文章，应该说得很详细了。你先看看吧！
http://blog.sina.com.cn/s/blog_944790400101f8ej.html

wangmingwei093 · 发表于 2018-9-11 10:56:11

Page 发表于 2018-9-11 10:51
加不了你，不过我在网上找到一个文章，应该说得很详细了。你先看看吧！
http://blog.sina.com.cn/s/blog ...

非常感谢你的回答，可是原理我真的懂

Page · 发表于 2018-9-11 11:00:05

wangmingwei093 发表于 2018-9-11 10:56
非常感谢你的回答，可是原理我真的懂

那你加我吧！743064360

edmund1234 · 发表于 2018-9-11 11:07:34

wangmingwei093 发表于 2018-9-11 10:49
我不明白怎样用死区来控制无刷电机，想不通这个原理，因为我根据无刷电机原理写了一套控制程序，但是MOS ...

你早这样说，我就明白了
实话告诉你，死区那怕是你不设死区（除非是超大功率的）也不会马上烧Mos管的，
这一点很好证明，你把负载拿掉，开环，半速跑1分钟，这时候Mos管的热，就是没有死区所引起的。

你有用到Break吗？你的问题应该不是因死区烧了Mos管，而是你把运行中的程式停下来时，Mos管保持某一开关状态而烧了Mos管的，去了解一下如何用硬件的Break功能。
你碰到是差不多所有初学者都碰到过的问题，没烧几个Mos管没烧几个电机是学不会的，呵呵

wangmingwei093 · 发表于 2018-9-11 11:12:31

edmund1234 发表于 2018-9-11 11:07
你早这样说，我就明白了
实话告诉你，死区那怕是你不设死区（除非是超大功率的）也不会马上烧Mos管的 ...

烧几个电机。。。。我的天呐，手里一共就一个电机，烧了就玩完了，亚历山大

wangmingwei093 · 发表于 2018-9-12 14:55:21

edmund1234 发表于 2018-9-11 11:07
你早这样说，我就明白了
实话告诉你，死区那怕是你不设死区（除非是超大功率的）也不会马上烧Mos管的 ...

研究了下这个刹车功能，貌似根本用不上的，还有死区时间，在无刷电机控制这块，例如三相的无刷电机，我看了下，两两导通，貌似根本用不到设置死区时间，因为不可能会同时导通一个MOS管。只有在特别的告诉情况下才会导通，我用的驱动IC死区还不到1us，普通的无刷电机根本达不到这个速度，例如一般3000转/分钟的，每相通电时间大概是3ms，换相不可能导致MOS管短路的，所以是不是这种情况下就不用考虑死区时间了？根据上面的原理图，我的导通顺序是这样的，
WV-    PA10和PB14
WU-    PA10和PB13
VU-    PA9和PB13
VW-    PA9和PB15
UW-    PA8和PB15
每相的导通时间至少在5ms左右，那么此时应该是用不到死区时间设置了吧？

wangmingwei093 · 发表于 2018-9-12 14:56:01

edmund1234 发表于 2018-9-11 11:07
你早这样说，我就明白了
实话告诉你，死区那怕是你不设死区（除非是超大功率的）也不会马上烧Mos管的 ...

我也不带明白这个死区时间和刹车用在哪种电路里。

edmund1234 · 发表于 2018-9-12 15:35:45

本帖最后由 edmund1234 于 2018-9-12 15:38 编辑

wangmingwei093 发表于 2018-9-12 14:56
我也不带明白这个死区时间和刹车用在哪种电路里。

比如，你设了个断点，而又停了在这断点，又或者程式在运行中，被你停止了，又或者程式跑飞了，这是时候的MOS（s）处于什么状态？如果我说它90%处于一相上桥通了而另一相下桥通了，这应该没问题吧
这种状态下的MOS管就等同于在直流状态下接通了电机的线圈，而这线圈在直流的状态下阻值极低，可以当成是短路，等你在断点中根据数据研究完，这可能已经几十秒甚至以分钟算的时间了，你有想过MOS管和电机在这克背负着大电流的感受么？

，烧了是正常的事，不烧是你运气好。

而硬件杀车其一功能是解决这问题的

edmund1234 · 发表于 2018-9-12 15:40:02

wangmingwei093 发表于 2018-9-12 14:55
研究了下这个刹车功能，貌似根本用不上的，还有死区时间，在无刷电机控制这块，例如三相的无刷电机，我看 ...

死区和这杀车无关

edmund1234 · 发表于 2018-9-12 15:54:23

wangmingwei093 发表于 2018-9-12 14:55
研究了下这个刹车功能，貌似根本用不上的，还有死区时间，在无刷电机控制这块，例如三相的无刷电机，我看 ...

你随便找个大功率MOS管的规格书看看， Ton， Toff的参数是多少，加上电路板的潜布电感电容，这时间都是在以us为单位的数值

死区就是为了换相时不让瞬间电流从一MOS管流到另一MOS管，而不是流到负载，你的理解刚好反了

wangmingwei093 · 发表于 2018-9-13 08:41:53

edmund1234 发表于 2018-9-12 15:54
你随便找个大功率MOS管的规格书看看， Ton， Toff的参数是多少，加上电路板的潜布电感电容，这时间都是 ...

1、如图所示，之前我说错了，确实是防止电流从一个MOS流向另一个MOS导致电路短路，所以就图上而言，我的换向时间间隔很大，按道理应该永远不会同时导通上下桥的MOS，也就是永远不会出现绿色的那样的导通，所以我认为这里驱动无刷电机不用加上死区时间吧？不知道我理解的对不对。2、刹车功能，我这里可以用ADC去代替吗？可能我还没完全搞明白刹车功能，我电路当时根本没有考虑刹车这个功能，只增加了ADC采集电压去检测过流现象。

douxiaolingyun · 发表于 2018-9-13 08:57:27

比如说通一时间T2和T3不能同时导通对不对？？？如果同时导通就短路了。所以为了防止这种短路的情况发生。就要使得当上管快要打开时，下管就要提前关闭。20K左右的频率，死区大约在300us左右比较适合，因为死区时间太长则电压输出下降

douxiaolingyun · 发表于 2018-9-13 08:59:48

所以同一时间为了防止上下管短路。要使得上下管的PWM波互补。且要有一点死区。

douxiaolingyun · 发表于 2018-9-13 09:21:19

在程序上如果PWM 不是互补，则会发生什么情况，比如说T2导通时，T3也导通那就造成短路了。所以在每个PWM上必须是1电平的时间小于0电平时间。这个涉及到电力电子的内容。你可以去找个三相逆变电路，比这个电路容易理解。

wangmingwei093 · 发表于 2018-9-13 11:54:35

douxiaolingyun 发表于 2018-9-13 09:21
在程序上如果PWM 不是互补，则会发生什么情况，比如说T2导通时，T3也导通那就造成短路了。所以在每个PWM上 ...

我理解上下桥MOS不能同时导通，按照这个电路，我的PA/8/9/10是导通时，直接给高电平。而PB13/14/15则相应的输出PWM，例如PA8高电平，PB14给PWM输出，那么就导通一相了，换相顺序就是
WV-    PA10和PB14
WU-    PA10和PB13
VU-    PA9和PB13
VW-    PA9和PB15
UW-    PA8和PB15
任一相导通时间在5ms左右，而且都是PA8/PB13和PA9/PB14和PA10/PB15三组上下MOS管。都是两两间隔例如导通顺序里要使得PA10和PB15导通，中间隔着个PA9和PB13，而这一相导通时间至少在5ms，其他也是同理。因此不会也不可能上下MOS同事导通。这是我的理解

edmund1234 · 发表于 2018-9-13 13:01:49

本帖最后由 edmund1234 于 2018-9-13 13:27 编辑

wangmingwei093 发表于 2018-9-13 08:41
1、如图所示，之前我说错了，确实是防止电流从一个MOS流向另一个MOS导致电路短路，所以就图上而言，我的 ...

说了半天还是没让你明白，绿色的电流在转向时，不是有还是没有的问题，是多与小的问题，除了我还有其他人都解释过原理，你不信的就拿个硬件仿真看看绿色的电流有没有吧

在开发的过程中怎样用杀车保护管子与电机我上面说的很清楚，你的ADC能在停在断后仍然继续工作的吗？如果不能我不知道它能起到什么作用

douxiaolingyun · 发表于 2018-9-13 13:06:37

额你这个PWM 先理解一下，当PA8高电平，则PB13电平，还有比如PA8 、PA9同时为高时、PB15要为高电平，其他的都为低电平，要知道三相的同一时间不止只有一个上管导通。

douxiaolingyun · 发表于 2018-9-13 13:13:39

不过这是逆变电路。所以同一时间有可能有两个上管导通。电机的主要导通就是AB-AC-BC-BA-CA-CB这样的相序。你可以自己定义ABC相

douxiaolingyun · 发表于 2018-9-13 13:24:43

还有死区是一定要的，这是为了保证上下管同一时间不会同时导通，要知道PA8和PB13的PWM是互补的，也就是同一时间PA8是高电平，PB13是低电平，但是你不能保证硬件能够那么准确的执行你的程序，所以只要有一点时间PA8和PB13是同时导通，电路就有可能短路烧毁

douxiaolingyun · 发表于 2018-9-13 13:30:56

你要知道的是一点，不管你怎么导通。但是上下管是不能同时导通，也就是上下管PWM必须互补，也就是你按你的说法
WV- PA10和PB14 为高电平，那对应的 PB15和PA9必须是低电平， WU- PA10和PB13 为高电平那对应的 PB15和PA8必须是低电平

wangmingwei093 · 发表于 2018-9-13 14:16:40

douxiaolingyun 发表于 2018-9-13 13:30
你要知道的是一点，不管你怎么导通。但是上下管是不能同时导通，也就是上下管PWM必须互补，也就是你按你的 ...

是的，我的理解就是您说的这样的，我上面的电流走向画错了，我重新画了一下，我的思路就是，上桥直接导通，下桥控制PWM输出，由于是三相，每相的导通时间都是5ms左右，所以感觉不会同时上下桥MOS导通而短路。 QQ截图20180913135836.jpg

第一项是红色，第二次换相是绿色。第三次换相是紫色（还有三次换相就不画了，太乱了），因此这样看来不管怎么换相，都不会是上下MOS导通而短路。这就是我的理解，当然这里换相虽然不会导致上下MOS导通短路，但是会三相同时导通的问题，这也是我刚画图的时候发现的，不知道我理解的对不对。

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