上下橋臂的三極管不能同時導(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、下兩個可控器件如果同時導(dǎo)通，會導(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。對三相電來說，就需要三個橋臂。以兩電平為例，每個橋臂上有兩個電力電子器件，比如IGBT。這兩個IGBT不能同時導(dǎo)通，否則就會出現(xiàn)短路的情況。

因此，設(shè)計帶死區(qū)的PWM波可以防止上下兩個器件同時導(dǎo)通。也就是說，當一個器件導(dǎo)通后關(guān)閉，再經(jīng)過一段死區(qū)，這時才能讓另一個導(dǎo)通。

死區(qū)時間的概念及其作用

為了解決高速PWM驅(qū)動信號在達到功率元件控制極時可能產(chǎn)生的延遲問題，通常會在上下橋臂之間設(shè)置一個“死區(qū)時間”。死區(qū)是指在上半橋關(guān)斷后延遲一段時間再打開下半橋，或在下半橋關(guān)斷后延遲一段時間再打開上半橋。這樣可以在上下橋臂的元件都關(guān)閉的時段內(nèi)避免同時導(dǎo)通，從而防止功率元件燒毀?。

PWM控制方式

在實際應(yīng)用中，可以通過不同的控制方式來確保上下橋臂的三極管不會同時導(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?：這種方式通過互補載波技術(shù)，確保上下管的PWM信號互補，從而避免同時導(dǎo)通?。

一、逆變器同一橋臂不能同時導(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，每個橋臂包含一個開關(guān)管和一個二極管，其中開關(guān)管用于控制電壓和電流的開關(guān)狀態(tài)。在逆變器工作時，需按照一定的開關(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開關(guān)管同時導(dǎo)通，那么這兩個開關(guān)管的正負極電壓之差將為零，直流電路將會短路，流經(jīng)這個橋臂的電流將會非常大，從而使電子元件過載，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)計電路：逆變器電路設(shè)計應(yīng)該合理，各橋臂之間應(yīng)該保證互相獨立，避免同一橋臂同時導(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，以避免元器件過載或失效。

3、控制開關(guān)管的導(dǎo)通時間：通過準確控制開關(guān)管的導(dǎo)通時間，確保不會發(fā)生同一橋臂同時導(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，可以在電流超過一定范圍時，對電流進行限制，從而避免逆變器因電流過大而導(dǎo)致的短路和元器件過載。

三、異常導(dǎo)通的主要誘因分析

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

2. 電磁干擾：大電流切換時產(chǎn)生的dV/dt通過米勒電容引發(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、工程防護措施的實施方案

1. 增強柵極驅(qū)動能力：采用負壓關(guān)斷驅(qū)動電路

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：實時檢測VDS電壓判斷導(dǎo)通狀態(tài)

五、系統(tǒng)維護的關(guān)鍵要點

定期進行以下檢測項目：

1. 柵極電阻阻值漂移測試

2. 驅(qū)動波形上升/下降時間測量

3. 死區(qū)時間實際值校驗

4. 功率器件結(jié)溫監(jiān)測

在完善的保護設(shè)計下，無刷電機上下橋臂同步導(dǎo)通屬于極小概率事件。但通過理解故障機理并實施預(yù)防性維護，可進一步提升系統(tǒng)可靠性。

總之，逆變器同一橋臂不能同時導(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、選用質(zhì)量穩(wěn)定的元器件、準確控制開關(guān)管的導(dǎo)通時間和添加電流限制電路等技術(shù)措施來避免這種情況的發(fā)生。