三相方波逆变电路pwm死区时间

什么是死区时间？

数据手册的参数

如何计算合理的死区时间？

STM32中配置死区时间

什么是死区时间？PWM是脉冲宽度调制，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。大致如下图所示；

这两个IGBT不能同时导通，否则就会出现短路的情况，从而对系统造成损害。

那为什么会出现同时导通的情况呢？

因为开关元器件的 和 严格意义并不是相同的。

所以在驱动开关元器件门极的时候需要增加一段延时，确保另一个开关管完全关断之后再去打开这个开关元器件，通常存在两种情况；

上半桥关断后，延迟一段时间再打开下半桥；

下半桥关断后，延迟一段时间再打开上半桥；

这样就不会同时导通，从而避免功率元件烧毁；死区时间控制在通常的单片机所配备的PWM中都有这样的功能，下面会进一步介绍。

相对于PWM来说，死区时间是在PWM输出的这个时间，上下管都不会有输出，当然会使波形输出中断，死区时间一般只占百分之几的周期。但是当PWM波本身占空比小时，空出的部分要比死区还大，所以死区会影响输出的纹波，但应该不是起到决定性作用的。

另外如果死区设置过小，但是仍然出现上下管同时导通，因为导通时间非常非常短，电流没有变得很大，不足以烧毁系统，那此时会导致开关元器件发热严重，所以选择合适的死区时间尤为重要，过大过小都不行。

数据手册的参数这里看了一下NXP的IRF540的数据手册，栅极开关时间如下所示；

典型参数

：门极的开通延迟时间

：门极的关断延迟时间

：门极上升时间

：门极下降时间

下面是一个IGBT的数据手册；

开关属性

如何计算合理的死区时间？这里用 表示死区时间，因为门极上升和下降时间通常比延迟时间小很多，所以这里可以不用考虑它们。则死区时间满足；

：最大的关断延迟时间；

：最小的开通延迟时间；

：最大的驱动信号传递延迟时间；

：最小的驱动信号传递延迟时间；

其中 和 正如上文所提到的可以元器件的数据手册中找到； 和 一般由驱动器厂家给出；

如果是MCU的IO驱动的话，需要考虑IO的上升时间和下

DT为死区持续时间，TDTS为系统时钟周期时长，Tdtg为系统时钟周期时长乘以倍数后的死区设置时间步进值。

在72M的定时器时钟下TDTS=1/72M=13.89ns.

所以以第一个公式，死区时间能以13.89ns的步进从0调整到127*13.89ns=1764ns

第二个公式则能（64+0）*2*13.89~（64+63）*2*13.89=1777.9ns~3528.88ns

换个角度看，就是（128~254）*13.89同理，

第三个公式就是3555.84ns~7000.56ns

换个角度看，就是（256~504）*13.89

第四个公式就是7111.68ns~14001.12ns

换个角度看，就是(512~1008)*13.89

---