STM32TIM高级定时器死区时间的计算

STM32TIM⾼级定时器死区时间的计算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。

⽂章⽬录
什么是死区时间？
死区时间主要是在逆变电路中，防⽌⼀个桥臂的上下两个开关器件同时导通，那么会导致电路电流上升，从⽽对系统造成损害。

因为开关元器件的t don tdon和t doff 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，这⾥的延时就是需要施加的死区时间。

数据⼿册的参数
这⾥看了⼀下NXP的IRF540的数据⼿册，门极开关时间如下所⽰；
然后找到相关的t don tdon，t dff tdff，t r tr，t f tf的相关典型参数；
t don tdon：门极的开通延迟时间
t doff tdoff：门极的关断延迟时间
t r tr：门极上升时间
t f 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t don tdon，t dff tdff，t r tr，t f 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t dead 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；
T dead=[(T doffmax−T donmin)+(T pddmax−T pddmin)]∗1.2Tdead=[(Tdoffmax−Tdonmin)+(Tpddmax−Tpddmin)]∗1.2 T doffmax Tdoffmax:最⼤的关断延迟时间；
T donmin Tdonmin:最⼩的开通延迟时间；
T pddmax Tpddmax:最⼤的驱动信号传递延迟时间；
T pddmin Tpddmin:最⼩的驱动信号传递延迟时间；
其中T doffmax Tdoffmax和T donmin Tdonmin正如上⽂所提到的可以元器件的数据⼿册中找到；
T pddmax Tpddmax和T pddmin 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，具体可以参考之前的⽂章和，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T DTS TDT S是什么？
在TIMx_CR1的寄存器可以得知，t DTS tDT S由TIMx_CR1寄存器的CKD决定；如果这⾥配置成00，那么t DTS tDT S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；
#define PWM_FREQ ((u16) 16000) // in Hz (N.b.: pattern type is center aligned)
#define PWM_PRSC ((u8)0)
#define PWM_PERIOD ((u16) (CKTIM / (u32)(2 * PWM_FREQ *(PWM_PRSC+1))))
TIM_TimeBaseStructInit(&TIM1_TimeBaseStructure);
/* Time Base configuration */
TIM1_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x0;
TIM1_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_CenterAligned1;
TIM1_TimeBaseStructure.TIM_Period = PWM_PERIOD;
TIM1_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV2;
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
#define CKTIM ((u32)72000000uL) /* Silicon running at 72MHz Resolution: 1Hz */
#define DEADTIME_NS ((u16) 500) //in nsec; range is [0...3500]
#define DEADTIME (u16)((unsigned long long)CKTIM/2 \
*(unsigned long long)DEADTIME_NS/1000 000 000uL)
TIM1_BDTRInitStructure.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Enable;
TIM1_BDTRInitStructure.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Enable;
TIM1_BDTRInitStructure.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_1;
TIM1_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = DEADTIME;
TIM1_BDTRInitStructure.TIM_Break = TIM_Break_Disable;
TIM1_BDTRInitStructure.TIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_High;
TIM1_BDTRInitStructure.TIM_AutomaticOutput = TIM_AutomaticOutput_Disable;
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 500ns，系统频率72,000,000Hz，那么需要配置寄存器的值为；
V REG=500
31=16VREG=31500=16
直接写成宏定义的形式
#define DEADTIME (u16)((unsigned long long)CKTIM/2 \
*(unsigned long long)DEADTIME_NS/1000 000 000uL)
⽤⽰波器验证了⼀下，结果正确；当时图⽚忘记保存，下次更新的时候再上图吧。

Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js。