盘点上下桥臂的三极管不能同时导通的原因

上下桥臂的三极管不能同时导通的主要原因是为了防止直流电源短路‌。在桥式逆变电路中，同一桥臂的上、下两个可控器件如果同时导通，会导致直流电源直接短路，产生极大的电流，从而损坏电路‌。

PWM是脉宽调制，在电力电子中，最常用的就是整流和逆变。这就需要用到整流桥和逆变桥。对三相电来说，就需要三个桥臂。以两电平为例，每个桥臂上有两个电力电子器件，比如IGBT。这两个IGBT不能同时导通，否则就会出现短路的情况。

因此，设计带死区的PWM波可以防止上下两个器件同时导通。也就是说，当一个器件导通后关闭，再经过一段死区，这时才能让另一个导通。

死区时间的概念及其作用

为了解决高速PWM驱动信号在达到功率元件控制极时可能产生的延迟问题，通常会在上下桥臂之间设置一个“死区时间”。死区是指在上半桥关断后延迟一段时间再打开下半桥，或在下半桥关断后延迟一段时间再打开上半桥。这样可以在上下桥臂的元件都关闭的时段内避免同时导通，从而防止功率元件烧毁‌。

PWM控制方式

在实际应用中，可以通过不同的控制方式来确保上下桥臂的三极管不会同时导通。例如：

‌PWM控制上管，下管电平控制(恒高或者恒低)‌：这种方式通过PWM控制上管，而下管则保持恒定的高电平或低电平。

‌PWM控制下管，上管电平控制‌：这种方式通过PWM控制下管，而上管则保持恒定的高电平或低电平。

‌上下管都是PWM控制‌：这种方式通过互补载波技术，确保上下管的PWM信号互补，从而避免同时导通‌。

一、逆变器同一桥臂不能同时导通的原因

逆变器是将直流电转换为交流电的电力变换装置。在逆变器的三相桥式逆变电路中，每个桥臂包含一个开关管和一个二极管，其中开关管用于控制电压和电流的开关状态。在逆变器工作时，需按照一定的开关规则将不同的桥臂导通，以产生所需要的交流输出电压和频率。

如果同一桥臂的两个开关管同时导通，那么这两个开关管的正负极电压之差将为零，直流电路将会短路，流经这个桥臂的电流将会非常大，从而使电子元件过载，导致逆变器损坏。因此，为了避免这种情况的发生，逆变器同一桥臂不能同时导通。

二、如何避免逆变器同一桥臂的短路和损坏

为了避免逆变器同一桥臂的短路和电路损坏，需要采取以下措施：

1、合理设计电路：逆变器电路设计应该合理，各桥臂之间应该保证互相独立，避免同一桥臂同时导通。

2、选用质量稳定的元器件：选用质量稳定、符合技术要求的电子元器件，以避免元器件过载或失效。

3、控制开关管的导通时间：通过准确控制开关管的导通时间，确保不会发生同一桥臂同时导通的情况，从而保证逆变器的正常工作。

4、添加电流限制电路：逆变器电路中添加电流限制电路，可以在电流超过一定范围时，对电流进行限制，从而避免逆变器因电流过大而导致的短路和元器件过载。

三、异常导通的主要诱因分析

1. 栅极驱动故障：驱动器电源跌落导致MOSFET栅极电荷释放不完全

2. 电磁干扰：大电流切换时产生的dV/dt通过米勒电容引发误导通

3. 热失控：结温升高导致阈值电压下降，可能引发直通现象

4. 控制程序跑飞：MCU异常复位期间输出不确定电平

四、工程防护措施的实施方案

1. 增强栅极驱动能力：采用负压关断驱动电路

2. 优化PCB布局：缩短功率回路，降低寄生电感

3. 增设缓冲电路：在桥臂间并联RC吸收网络

4. 引入状态监控：实时检测VDS电压判断导通状态

五、系统维护的关键要点

定期进行以下检测项目：

1. 栅极电阻阻值漂移测试

2. 驱动波形上升/下降时间测量

3. 死区时间实际值校验

4. 功率器件结温监测

在完善的保护设计下，无刷电机上下桥臂同步导通属于极小概率事件。但通过理解故障机理并实施预防性维护，可进一步提升系统可靠性。

总之，逆变器同一桥臂不能同时导通是为了避免直流电路短路和电路损坏，需要采取合理的电路设计、选用质量稳定的元器件、准确控制开关管的导通时间和添加电流限制电路等技术措施来避免这种情况的发生。