[发明专利]一种H桥输出波形死区时间的测试方法

说明书

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。

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系统中，电机和燃油泵作为一体为供油系统提供动力，在助力转向系统中电控单元通过电机作用在管柱上或齿轮齿条上为转向系统提供助力等。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