CN107436376B - 一种h桥输出波形死区时间的测试方法 - Google Patents

一种h桥输出波形死区时间的测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种H桥输出波形死区时间的测试方法,包括如下步骤：a)先选取第一功率电阻R1和第二功率电阻R2；b)将第一功率电阻R1并联在H桥的一个桥臂上，将第二功率电阻R2并联在H桥的另一个桥臂上；c)将第一功率电阻R1和第二功率电阻R2串接相连并与H桥的接地端G相连，使用一个示波器表笔测量H桥的输出端T2相对接地端G间的波形；d)放大测量波形，获得被测H桥输出端的死区时间。本发明通过在H桥的两个桥臂上并联功率电阻，可实现对H桥输出端死区时间的直接测试，便于观察和操作，无间接测量带来的误差影响，且无需采用差分表笔就能够方便有效地测试H桥输出端死区时间，从而使得H桥电路损耗更低，输出效率更高。

Description

一种H桥输出波形死区时间的测试方法
技术领域
本发明涉及一种使用电机的汽车的电子技术，尤其涉及一种汽车电子技术中H桥输出波形死区时间的测试方法。
背景技术
随着汽车电子化的提高，越来越多的电子零部件出现在了车里，这些电子零部件里很多会将电机作为执行机构的一部分，如电控燃油喷射控制***中，电机和燃油泵作为一体为供油***提供动力，在助力转向***中电控单元通过电机作用在管柱上或齿轮齿条上为转向***提供助力等。可以说，电机在汽车中的应用越来越广泛，电机主要有直流电机和交流电机两种，但不管哪种电机，其控制电路主要是通过H桥来实现的，该电路在实际应用中主要通过脉冲宽度调制(PWM)控制方式来实现。
在采用PWM控制方式时，死区时间是一个重要指标，该时间是为了使H桥或半H桥的上下管不会发生同时导通而设置的一个保护手段，可有效避免开关管因延迟效应所造成的一个桥臂未完全关断时，桥臂的另一个部分又处于导通状态(上下桥臂同时导通意味着电路电源和地瞬时短路，这会造成开关管或电源等电路损坏)的问题发生。死区时间大，电路工作可靠，但会使输出波形失真并增加损耗降低输出效率，死区时间小，会降低电路的可靠性。
因此在使用PWM控制H桥电路时，对死区时间的测试是一项重要的测试项目。目前通常采用的测试方式是通过测试开关管控制端来间接得到输出端波形死区时间的，常用的方法是采用两个表笔分别测量H桥单桥臂的上下开关管，根据测量点的不同主要方法有两种：
1、参见图1，表笔A1测量上桥臂的控制端G1相对参考地G间的波形，表笔B1测量下桥臂的控制端G2相对参考地G间的波形，然后通过示波器计算出控制端死区时间，从而间接反映出输出端的死区时间，图2为测量出的波形示意图，其中CH2测量的是下桥臂控制端的波形，CH3测量的是上桥臂控制端的波形，通过测量上桥臂关断后到下桥臂开通后的时间差或测量上桥臂开通后到下桥臂关断后的时间差即可估算出输出端的死区时间；
2、参见图4，表笔A2测量上桥臂的控制端G1相对T1间的波形，表笔B2测量下桥臂的控制端G2相对参考地G间的波形，然后通过示波器计算出控制端死区时间，从而间接反映出输出端的死区时间，测量出的波形较方法1略好一些，不会出现像方法1波形那样两个高电平值差别较大的现象(采用方法1测量出的两个波形的高电平值不同，CH2的高电平值大约是CH3的高电平值的2倍)，采用方法2较方法1测量出的波形更利于使用示波器计算出控制端的死区时间。
上述两种方法是使用示波器测量死区时间的常用方法，但都存在一些弱点，首先是两种方法都是间接得出输出端的死区时间，与实际输出端死区时间存在一定误差，其次两种测量方法都相对复杂，测量出来的波形在计算死区时间时不便于观察，参见图3，两个虚线间为放大后的死区时间示意图，可以看到在定义死区时间时，两个虚线的位置可以分别向左或向右移动，不好界定，因此误差较大。此外方法2对测量表笔还有特殊要求，即在使用表笔A2测量上桥臂的控制端G1相对T1间的波形时，表笔要求是差分表笔，采用普通表笔容易损坏示波器。
由上可见，无论是采用方法1和方法2，都是采用间接测量的方法，被测对象都是H桥所用功率器件的控制信号，而不是功率器件真正的导通/关断信号，与实际的死区时间存在一定的误差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种H桥输出波形死区时间的测试方法，能够方便有效地测试H桥输出端死区时间，以使H桥电路更加稳定合理，损耗更低，输出效率更高。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种H桥输出波形死区时间的测试方法,包括如下步骤：a)先选取第一功率电阻R1和第二功率电阻R2；b)将第一功率电阻R1并联在H桥的一个桥臂上，将第二功率电阻R2并联在H桥的另一个桥臂上；c)将第一功率电阻R1和第二功率电阻R2串接相连并与H桥的接地端G相连，使用一个示波器表笔测量H桥的输出端T2相对接地端G间的波形；d)放大测量波形，获得被测H桥输出端的死区时间。
上述的H桥输出波形死区时间的测试方法，其中，所述步骤a)中第一功率电阻R1和第二功率电阻R2的阻值相同。
上述的H桥输出波形死区时间的测试方法，其中，所述第一功率电阻R1和第二功率电阻R2的阻值范围为10R～100R。
上述的H桥输出波形死区时间的测试方法，其中，所述步骤b)中第一功率电阻R1与H桥中上桥臂开关管的上下两端并联，第二功率电阻R2与H桥中下桥臂开关管的上下两端并联。
上述的H桥输出波形死区时间的测试方法，其中，所述步骤c)包括测量如下三个连续时间段的区间波形：第一区间波形：控制上桥臂开关管Q3导通，下桥臂开关管Q4关闭，示波器测量出来的电平值Vtest接近供电电压VBAT；第二区间波形：当桥臂状态发生变化时，上桥臂开关管Q3先关闭，然后下桥臂开关管Q4再导通；在上桥臂开关管Q3有效关闭后，下桥臂开关管Q4还未导通时，上桥臂开关管Q3，下桥臂开关管Q4均处于关闭状态，此时示波器测量出来的电平值Vtest是第一功率电阻R1与第二功率电阻R2对供电电压VBAT的分压结果；第三区间波形：接下来上桥臂开关管Q3有效关闭，下桥臂开关管Q4有效导通，此时示波器测量出来的电平值Vtest接近参考地GND；所述步骤d)放大上述三个连续时间段的区间波形，其中，所述第二区间波形对应的时间段即为被测H桥输出端的死区时间。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的H桥输出波形死区时间的测试方法，通过在H桥的两个桥臂上并联功率电阻，可实现对H桥输出端死区时间的直接测试，无间接测量带来的误差影响，且无需采用差分表笔，使用普通示波器表笔即可；该方法简单易行，便于观察和操作。
附图说明
图1为现有的第一种通过测试开关管控制端来获得死区时间的示意图；
图2为采用图1方法获得的测试波形示意图；
图3为采用图1方法测得的死区时间放大示意图；
图4为现有的第二种通过测试开关管控制端来获得死区时间的示意图；
图5为采用本发明直接测量输出端死区时间的方法示意图；
图6为采用图5方法输出端波形死去时间测量波形示意图；
图7为采用图5放大死区时间后的波形示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图5为本发明直接测量输出端死区时间的方法示意图。
请参见图5，本发明提供了一种H桥输出波形死区时间的测试方法，其中，包括如下步骤：
1.先选取两个合适的功率电阻R1，R2；
2.然后分别将功率电阻R1，R2并联在H桥的一个桥臂上，这里以并联在Q3，Q4上为例进行说明；
3.将电路连接好后，使用一个示波器表笔A测量图5电路中T2相对地G间的波形，参见图6为采用该方法测量出来的一种电机控制电路的波形示意图，图6中所圈部分即为输出端波形的死区时间；
4.放大测量波形，放大死区时间后的波形示意图参见图7中b区间波形的时长即为被测电路输出端死区时间的大小。
通过图3和图6两种测量方法获得的死区时间波形对比可以看到，图3在界定死区时间时，即两条虚线间时长时，两条虚线位置受测试人员主观因素影响可以分别向左或向右移动，不好界定，因此误差较大。而图6的两条虚线位置则较为容易界定，受测试人员主观因素影响小，因而采用本发明获得的死区时间更便于观察和获得较为合理的数据。
现结合图5电路和图7波形对测量出的死区波形做相关原理说明，假设初始状态为上桥臂开关管Q3导通，下桥臂开关管Q4关闭，此时因Q3导通且Q3导通压降非常小，相对供电电压可以忽略不计，因此示波器测量出来的结果是高电平，电平值Vtest接近供电电压VBAT，
即Vtest≈VBAT (1)
此阶段相当于图7中a区间阶段。
当桥臂状态发生变化时，即Q3由导通切换成关闭，Q4由关闭切换成导通时，为避免上下桥臂出现同时导通的问题，需要上桥臂开关管Q3先关闭，然后下桥臂开关管Q4再导通。在Q3有效关闭后，Q4还未导通时，此时Q3，Q4均处于关闭状态，这时示波器测量出来的电平值是R1与R2对VBAT的分压结果，
即Vtest＝VBAT*R2/(R1+R2) (2)
本发明中所用两颗电阻优先选取相同的阻值，即R1＝R2，因此，
Vtest＝VBAT/2 (3)
此时段Q3，Q4均处于关闭状态，就是H桥输出端死区时间部分，图7中为b区间阶段。
接下来Q3有效关闭，Q4有效导通且Q4导通压降非常小，此时示波器测量出来的结果是低电平，电平值Vtest接近参考地GND，
即Vtest≈0 (4)
此阶段相当于图7中c区间阶段。
综上所述，通过示波器采用本发明的测试方法得到类似图7的波形，并将图7中b区间波形时长测量出来，即可很容易得出H桥输出端的死区时间，通过此种方式测量出来的死区时间切实可行，直观，误差小，方法简单，便于操作。
本发明是通过采用两个功率电阻焊接到被测H桥的相应点上，再配上示波器既可实现对H桥输出端死区时间的测试，参见图5电路示意图。
在此方法中所用两个功率电阻R1，R2分别与H桥中单个桥臂的上下两个开关管并联。
两个功率电阻R1，R2选取相同的阻值，其值选取范围通常为10R到100R。
两个功率电阻R1，R2的功率大小是根据供电电源的大小来定的。根据电功率计算公式：
P＝U2/R (5)
这里U＝VBAT，R＝R1＝R2，即可得出电阻的功率大小。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (3)

1.一种H桥输出波形死区时间的测试方法,其特征在于，包括如下步骤：
a)先选取第一功率电阻R1和第二功率电阻R2；
b)将第一功率电阻R1并联在H桥的一个桥臂上，将第二功率电阻R2并联在H桥的另一个桥臂上；
c)将第一功率电阻R1和第二功率电阻R2串接相连并与H桥的接地端G相连，使用一个示波器表笔测量H桥的输出端T2相对接地端G间的波形；
d)放大测量波形，获得被测H桥输出端的死区时间；
所述步骤b)中第一功率电阻R1与H桥中上桥臂开关管的上下两端并联，第二功率电阻R2与H桥中下桥臂开关管的上下两端并联；
所述步骤c)包括测量如下三个连续时间段的区间波形：
第一区间波形：控制上桥臂开关管Q3导通，下桥臂开关管Q4关闭，示波器测量出来的电平值Vtest接近供电电压VBAT；
第二区间波形：当桥臂状态发生变化时，上桥臂开关管Q3先关闭，然后下桥臂开关管Q4再导通；在上桥臂开关管Q3有效关闭后，下桥臂开关管Q4还未导通时，上桥臂开关管Q3，下桥臂开关管Q4均处于关闭状态，此时示波器测量出来的电平值Vtest是第一功率电阻R1与第二功率电阻R2对供电电压VBAT的分压结果；
第三区间波形：接下来上桥臂开关管Q3有效关闭，下桥臂开关管Q4有效导通，此时示波器测量出来的电平值Vtest接近参考地GND；
所述步骤d)放大上述三个连续时间段的区间波形，其中，所述第二区间波形对应的时间段即为被测H桥输出端的死区时间。
2.如权利要求1所述的H桥输出波形死区时间的测试方法，其特征在于，所述步骤a)中第一功率电阻R1和第二功率电阻R2的阻值相同。
3.如权利要求2所述的H桥输出波形死区时间的测试方法，其特征在于，所述第一功率电阻R1和第二功率电阻R2的阻值范围为10R～100R。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102497145A (zh) * 2011-12-01 2012-06-13 北京交通大学 一种h桥驱动电路
CN102520338A (zh) * 2011-12-22 2012-06-27 上海宏力半导体制造有限公司 延迟时间测量电路、延迟时间测量方法
CN102801290A (zh) * 2012-08-16 2012-11-28 电子科技大学 一种h半桥驱动电路
CN102986105A (zh) * 2010-01-21 2013-03-20 伊顿电气Ip两合公司 用于保护开关的电子过电流断路器
JP5230068B2 (ja) * 2006-01-13 2013-07-10 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 インバータ装置
CN104224309A (zh) * 2013-06-24 2014-12-24 柯惠有限合伙公司 谐振逆变器的死区时间优化
CN204214963U (zh) * 2014-09-29 2015-03-18 苏州克兰兹电子科技有限公司 一种信号延迟时间精确测量装置
CN204925331U (zh) * 2015-09-17 2015-12-30 湘潭电机股份有限公司 一种igbt功率单元双脉冲开关性能测试装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5230068B2 (ja) * 2006-01-13 2013-07-10 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 インバータ装置
CN102986105A (zh) * 2010-01-21 2013-03-20 伊顿电气Ip两合公司 用于保护开关的电子过电流断路器
CN102497145A (zh) * 2011-12-01 2012-06-13 北京交通大学 一种h桥驱动电路
CN102520338A (zh) * 2011-12-22 2012-06-27 上海宏力半导体制造有限公司 延迟时间测量电路、延迟时间测量方法
CN102801290A (zh) * 2012-08-16 2012-11-28 电子科技大学 一种h半桥驱动电路
CN104224309A (zh) * 2013-06-24 2014-12-24 柯惠有限合伙公司 谐振逆变器的死区时间优化
CN204214963U (zh) * 2014-09-29 2015-03-18 苏州克兰兹电子科技有限公司 一种信号延迟时间精确测量装置
CN204925331U (zh) * 2015-09-17 2015-12-30 湘潭电机股份有限公司 一种igbt功率单元双脉冲开关性能测试装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
车用大功率IGBT模块死区时间测试与研究;许璐璐;《中国集成电路》;20160205(第Z1期);第48-52页 *

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