先来谈谈什么是PWM。PWM是Pulse Width Modulation的缩写,意为脉宽调制。实际上就是在一个固定时间内,通过改变高电平的持续时间与低电平的持续时间,来控制电路的平均电压或平均电流。
PWM在很多场合被广泛使用,比如直流电机控制、LED调光控制、数字音乐等等。但是PWM也会带来一些问题,其中就包括PWM的死区问题。
PWM的死区指的是在一个PWM周期内,高电平和低电平之间的一个短暂的时间间隔,也称“缺口时间”。“缺口时间”的出现是为了让高电平与低电平之间有一个过渡时间,从而避免出现电流突变,减小对电路的干扰和噪声。但是,如果“缺口时间”过长,就会出现PWM的死区现象。
当PWM的“缺口时间”过长时,PWM周期的有效时间会变短,导致PWM输出的能量减少,控制效果下降。同时,PWM的死区还会让电路和器件出现过热等问题,甚至烧毁芯片。
那么,为什么PWM会出现死区现象呢?主要是因为芯片内部的电子元器件在切换方向时需要一定的时间。例如,当PWM输出由高电平向低电平切换时,MOSFET管的电容需要先放电,然后电流才能流动到另一个MOSFET管中,所以在这个过程中可能会出现死区。
此外,如果PWM的占空比过小,也可能会出现死区问题。因为在PWM周期内,低电平的时间太短,导致在高低电平之间没有足够的过渡时间,从而出现死区现象。
为了避免PWM的死区问题,我们可以采取以下措施:
1. 控制芯片的切换速度:通过控制芯片内部自带的驱动电路或外接驱动电路,降低芯片内部电子元器件的切换时间,从而减小死区的发生。
2. 调整占空比:PWM占空比过小时易出现死区问题,所以适当增大PWM占空比有助于减少死区的发生。但是,如果占空比过大也会导致器件的过载,所以需要做出合理的调整。
3. 选择合适的元器件:不同的芯片和元器件具有不同的切换速度和特性,选择合适的器件也有助于减少死区的发生。