已知MOS管打开和关断的时间如何设置PWM死区时间
时间: 2025-04-17 11:16:48 浏览: 27
### 设置PWM死区时间以匹配MOSFET开关特性
在电力电子应用中,为了防止同一桥臂上的两个功率器件(如MOSFET)同时导通而造成直通短路现象,在驱动信号之间引入一定宽度的死区时间是非常必要的[^1]。
#### MOSFET开关特性的考量因素
MOSFET的开关过程并非瞬时完成,而是存在一定的延迟时间和上升/下降时间。这些参数决定了电流从一个状态切换到另一个所需的时间间隔:
- **开通延时(td(on))**:栅极电压达到阈值至漏源间开始有明显电流流过之间的时段。
- **关断延时(td(off))**:当施加于栅极端子上的脉冲撤除后直到漏极电流降至某一低水平所经历的时间段。
- **上升沿时间(trise)** 和 **下降沿时间(tfall)** :指代的是输出端口电平变化的速度,即由截止向饱和转变以及相反方向过渡期间持续多长时间。
因此,合理的死区时间应该大于上述所有时间段之和,并留有一定裕度以应对温度漂移等因素的影响[^2]。
#### 计算方法
假设已知特定型号MOSFET的最大典型开关时间参数,则可以按照如下方式估算最小安全死区时间Td_min:
\[ Td_{min} = td(on) + trise + tfall + td(off) + Margin \]
这里Margin是一个额外的安全余量,通常取几十纳秒至上百纳秒不等,具体取决于应用场景的要求及环境条件的变化范围。
对于STM32高级定时器而言,在配置两路互补PWM输出时可以通过TIMx_BDTR寄存器中的DTG位域来设定具体的死区数值。该值代表了插入每一对反相通道间的非活动周期数,单位为时钟周期。
```c
// 配置 STM32 的 TIMx 定时器产生带有死区保护功能的 PWM 波形
void configure_pwm_with_deadtime(TIM_HandleTypeDef *htim, uint8_t dead_time_ns){
// ...其他初始化代码...
/* 设定死区时间为指定纳秒 */
htim->Instance->BDTR &= ~TIM_BDTR_DTG; // 清零原有设置
htim->Instance->BDTR |= (dead_time_ns / 25); // 假设系统时钟周期约为25ns
// ...继续后续操作...
}
```
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