死区模块
1死区模块作用
F28335的死区模块主要作用就是让两个互补的对称的PWM波形中,上升沿的发出滞后于PWM波的下降时间发出。在实际编程或者实际情况中更灵活一些,有可能管子是低电平状态开通,所以延时的方式可以更灵活。在动作限定模块中就可以产生死区,但是如果要严格控制死区的边沿延时和极性,则需要通过死区模块来实现。
死区模块的主要功能如下:
①根据型号 ePWMxA 输入产生带死区的信号对(ePWMxA 和 ePWMxB),也就是输出一对互补 PWM 输出边沿延时。
②信号对可编程完成如下操作:
--ePWMA\B 输出高有效(AH)。
--ePWMA\B 输出低有效(AL)。
--ePWMA\B 输出互补高有效(AHC)。
--ePWMA\B 输出互补低有效(ALC)。
③加入可编程上升沿延时(RED)。
④加入可编程下降沿延时(FED)。
⑤可以忽略延时。
图12 死区控制的波形输出
斩波模块
PWM 斩波器模块通过高频信号来调制经由动作模块与死区模块产生的 PWM 波形,这个功能在基于脉冲变压器的门极驱动型功率器件控制中很重要。其组成框图如下所示:
图13 斩波模块
1. PWM 斩波模块主要有以下作用:
①可编程斩波(载波)频率。
②可编程第1个脉冲的脉宽。
③可编程第2个以及后面的脉冲占空比。
④可以禁止使用PWM斩波模块。
2. 斩波特点与输出波形
载波时钟来源于系统时钟 SYSCLKOUT。它的频率和占空比由 CHPCTL 寄存器中的 CHPFREQ 和 CHPDUTY 进行配置。一次触发模块(one-shot)子模块主要是提供较大能量的第一个脉冲,迅速有效的开通功率开关,改变功率开关的状态,接下来的脉冲只要维持开关的状态就行,例如多数功率器件开通电流要比维持电流大得多。单触发模块的第一个脉冲的宽度可以由 OSHTWTH 位来确定。PWM 斩波器这一功能模块可以用 CHPEN 位进行使能控制与禁止。下图是斩波器的输出简化波形
图14斩波模块输出波形
斩波可以认为是一个降压电路,从上向下,ePWMxA、ePWMxB 分别为经过前面动作模块与死区模块后的输出波形,为斩波模块的输入波形,中间 PSCLK 是斩波模块的时钟信号,输入的 ePWMxA 相当于一个闸门实际是与 PSCLK 作与运算,得到 ePWMxA 斩波波形,经斩波后,ePWMxA 的占用能量和平均电压均可以通过占空比等设置进行调整,对于一些功率器件而言,可以降低开通期间的功耗。
(2)单次脉冲
①第1个脉冲的宽度可以通过编程为 16 种值。第1个脉宽计算值或周期公式为:
T(1stpulse)=T(SYSCLKOUT)*8*OSHTWTH
其中,T(SYSCLKOUT)是系统时钟周期,SHTWTH 是 4 位控制位(值从 1-16)。
下图为第一个脉冲和其他脉冲的输出波形。
图15 一次脉冲波形
OSHT 的波形设置根据首脉冲宽度要求,输入波形与时钟波形进行与运算再与OSHT 进行或运算,输出波形与原斩波波形主要差别为首脉冲的宽度得到单独控制,首脉冲的宽度可以根据功率器件的开通特性来设置,以保证功率器件可靠开通。
②占空比控制。基于脉冲变压器的门极驱动电路的设计需要考虑磁极或者变压器及相关电路的特点,要考虑到变压器饱和的情况。为了满足门极驱动的设计要求,第 2 个及其余脉冲占空比可以通过编程设置,确保在功率器件开通周期内脉冲有正确的极性与驱动能力。斩波器模块通过对 CHPDUTY 位编程,可以实现 7种不同占空比,占空比可以选择的范围是 12.5%~87.5%。占空比的设置要根据驱动电路的要求以及器件的开通特性考虑,如下图所示:
图16 斩波占空比配置