如何计算以及配置正确的死区时间呢

　　STM32 TIM高级定时器的互补PWM支持插入死区时间，本文将介绍如何计算以及配置正确的死区时间。
　　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tdon和tdoff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，因为导通时间较短，电流较小，不足以烧毁，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；
　　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；
　　
　　然后找到相关的tdon，tdff，tf 的相关典型参数；
　　
　　tdon：门极的开通延迟时间
　　tdoff：门极的关断延迟时间
　　tr：门极上升时间
　　tf：门极下降时间
　　下面是一个IGBT的数据手册；
　　
　　下图是IGBT的开关属性，同样可以找到 tdon， tdff， tr， tf 等参数，下面计算的时候会用到；
　　
　　如何计算合理的死区时间？
　　这里用tdead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；
　　
　　Tdoffmax ：最大的关断延迟时间；
　　Tdonmin ：最小的开通延迟时间；
　　Tpddmax ：最大的驱动信号传递延迟时间；
　　Tpddmin ：最小的驱动信号传递延迟时间；
　　其中 Tdoffmax 和 Tdonmin 正如上文所提到的可以元器件的数据手册中找到；
　　Tpddmax 和 Tpddmin 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的上升时间和下降时间，另外一般会加光耦进行隔离，这里还需要考虑到光耦的开关延时。
　　STM32中配置死区时间
　　STM32的TIM高级定时器支持互补PWM波形发生，同时它支持插入死区时间和刹车的配置。
　　直接看参考手册里的寄存器TIMx_BDTR，这是配置刹车和死区时间的寄存器；
　　
　　可以看到死区时间DT由UTG［7：0］决定，这里还有一个问题是 TDTS是什么？
　　在TIMx_CR1的寄存器可以得知， tDTS由TIMx_CR1寄存器的CKD决定；如果这里配置成00，那么 tDTS 和内部定时器的频率相同，为8M；
　　
　　结合代码做一下计算；系统频率为72M，下面是时基单元的配置；
　　
　　PWM的频率是16K，注意这里的PWM是中央对齐模式，因此配置的时钟频率为32K;
　　下面时刹车和死区时间，BDTR寄存器的配置，因此这里的CK_INT为32M
　　
　　例：若TDTS = 31ns（32MHZ），可能的死区时间为：
　　0到3970ns，若步长时间为31ns；
　　4000us到8us，若步长时间为62ns；
　　8us到16us，若步长时间为250ns；
　　16us到32us，若步长时间为500ns；
　　如果需要配置死区时间 1000ns，系统频率72，000，000Hz，那么需要配置寄存器的值为；
　　
　　直接写成宏定义的形式
　　
　　用示波器验证了一下，结果正确；
　　

　　STM32 TIM高级定时器的互补PWM支持插入死区时间，本文将介绍如何计算以及配置正确的死区时间。
　　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tdon和tdoff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，因为导通时间较短，电流较小，不足以烧毁，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；
　　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；
　　
　　然后找到相关的tdon，tdff，tf 的相关典型参数；
　　
　　tdon：门极的开通延迟时间
　　tdoff：门极的关断延迟时间
　　tr：门极上升时间
　　tf：门极下降时间
　　下面是一个IGBT的数据手册；
　　
　　下图是IGBT的开关属性，同样可以找到 tdon， tdff， tr， tf 等参数，下面计算的时候会用到；
　　
　　如何计算合理的死区时间？
　　这里用tdead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；
　　
　　Tdoffmax ：最大的关断延迟时间；
　　Tdonmin ：最小的开通延迟时间；
　　Tpddmax ：最大的驱动信号传递延迟时间；
　　Tpddmin ：最小的驱动信号传递延迟时间；
　　其中 Tdoffmax 和 Tdonmin 正如上文所提到的可以元器件的数据手册中找到；
　　Tpddmax 和 Tpddmin 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的上升时间和下降时间，另外一般会加光耦进行隔离，这里还需要考虑到光耦的开关延时。
　　STM32中配置死区时间
　　STM32的TIM高级定时器支持互补PWM波形发生，同时它支持插入死区时间和刹车的配置。
　　直接看参考手册里的寄存器TIMx_BDTR，这是配置刹车和死区时间的寄存器；
　　
　　可以看到死区时间DT由UTG［7：0］决定，这里还有一个问题是 TDTS是什么？
　　在TIMx_CR1的寄存器可以得知， tDTS由TIMx_CR1寄存器的CKD决定；如果这里配置成00，那么 tDTS 和内部定时器的频率相同，为8M；
　　
　　结合代码做一下计算；系统频率为72M，下面是时基单元的配置；
　　
　　PWM的频率是16K，注意这里的PWM是中央对齐模式，因此配置的时钟频率为32K;
　　下面时刹车和死区时间，BDTR寄存器的配置，因此这里的CK_INT为32M
　　
　　例：若TDTS = 31ns（32MHZ），可能的死区时间为：
　　0到3970ns，若步长时间为31ns；
　　4000us到8us，若步长时间为62ns；
　　8us到16us，若步长时间为250ns；
　　16us到32us，若步长时间为500ns；
　　如果需要配置死区时间 1000ns，系统频率72，000，000Hz，那么需要配置寄存器的值为；
　　
　　直接写成宏定义的形式
　　
　　用示波器验证了一下，结果正确；