死区时间
示波器的死区时间
示波器的死区时间很多客户在选择示波器的时候除了关注带宽、采样率和存储深度外，更关心的就是示波器的死区时间，死区时间的长短直接决定了捕获异常信号的能力大小。
示波器的死区时间具体是多少，怎么去计算呢，答案即将揭晓。
1、采样时间、死区时间和捕获时间数字示波器捕获信号的过程是典型的“采集-处理-采集-处理”过程，如图1所示为数字示波器的采集原理，一个捕获周期由采样时间和（处理时间）死区时间组成，如图2所示。
图1 示波器采集原理图采样时间：是信号采样存储的过程。
死区时间（处理时间）：是示波器对采样存储回来的数字信号进行测量运算，显示等处理的过程。
死区时间内示波器不进行采集。
图2 采样时间与死区时间所以：捕获时间=采样时间+死区时间，而捕获时间又等于波形刷新率的倒数。
波形刷新率即波形捕获率，指的是每秒捕获波形的次数，表示为波形每秒（wfms/s）。
2、死区时间的计算死区时间的大小影响着遗漏信号的多少，也决定了捕获异常信号概率的大小，那么如何去计算示波器死区时间的大小呢？本次以ZDS2024 Plus示波器为例，ZDS2024 Plus的波形刷新率为330Kwfm/s，将时基档位调制50ns/div，可以看到异常信号闪现在示波器的屏幕上，如图3所示。
图3 ZDS2024 Plus示波器捕获异常信号根据捕获到的波形进行死区时间的计算，在50ns/div的时基档位下以下为计算的过程：图4 死区时间计算公式3、死区时间对捕获信号的影响上图4和表1为ZDS2024 Plus示波器与普通示波器的死区时间对比，在相同的时基档位下，ZDS2024 Plus有效采样时间为23.1%，普通示波器有效采样时间为0.2%，相当于在1s 内ZDS2024 Plus采集231ms，而普通示波器仅仅采集了20ms，相差20倍以上，如图5所示。
图5 不同示波器死区时间对比从图5可看出波形刷新率越高，死区时间就越短，捕获异常信号的概率就越高；波形刷新率越低，死区时间就越长，捕获异常信号的概率就越小。
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高级定时器死区时间设置探究
STM32高级定时器死区时间设置探究一、死区设置位置：决定死区时间设置的位是‘刹车和死区寄存器TIM1->BDTR’中的DTG[7:0]，设置范围是0x00~0xff。
二、死区时间设置公式如下：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综上：死区时间就是不同的公式代表不同范围的死区时间设置，这个范围是互不重叠的。
而但是在不同的死区时间范围内死区时间设置步进是不同的。
若某个系统时钟下的死区时间不够，可以通过改变定时器时钟来改变最大死区时间范围。
当根据硬件电路的特性定下死区时间后，可以根据目标死区时间范围来找到相应的公式，然后代入公式求解出相应的整数（有时候不一定是整数，那就选择最近的那个），拼接DTG[7:5]+DTG[4:0]即可。
例子：这样当我需要3us的死区持续时间时，则可这么计算：3us在第二个公式决定的死区范围之内。
所以选择第二个公式。
3000/(13.89*2)=108,所以DTG[5:0]=108-64=44,所以DTG=127+44=171=0XabTIM1->BDTR|=0xab;反过来验算//72Mhz，死区时间=13.89nsX108*2=3000us经示波器验证，完全正确。
By zxx2013.07.18。
轨道交通牵引牵引逆变器死区时间
轨道交通牵引牵引逆变器死区时间下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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同步整流及 llc 死区时间
同步整流及 LLC 死区时间目录1. 同步整流概述2. LLC 调制技术简介3. 死区时间的重要性4. 提高死区时间的方法5. 结语1. 同步整流概述同步整流是一种用于直流电源系统中的电路，它的作用是将交流输入电压转换为直流电压输出。
这种电路通常用于电力电子设备中，例如变流器、逆变器等，也被广泛应用于新能源领域，如光伏发电系统、风力发电系统等。
同步整流电路的性能对整个系统的效率和稳定性具有非常重要的影响。
2. LLC 调制技术简介LLC 调制（LLC Resonant Converter）是一种高效率、高性能的拓扑结构，常用于电源转换器中。
它由电感、电容和开关器件组成，能够在较高的频率下工作，因此具有较高的功率密度和转换效率。
LLC 调制技术在大功率电源领域得到了广泛的应用，尤其在高性能服务器、通信设备、工业设备等方面发挥了重要作用。
3. 死区时间的重要性在同步整流及 LLC 调制电路中，死区时间是一个至关重要的参数。
它指的是两个开关器件同时导通或关断时的时间间隔，这个间隔时间是为了避免在交流电源转换到直流电压时引起破坏性的电流冲击。
如果死区时间设置不合理，就容易导致开关器件同时导通或关断，造成开关器件损坏或系统性能下降。
合理设置死区时间对于同步整流及 LLC 拓扑电路的稳定工作至关重要。
4. 提高死区时间的方法为了提高死区时间的准确性和稳定性，工程师们提出了一系列方法和技术。
采用精准的时间控制器和逻辑电路可以确保死区时间的精确控制，以满足不同工况下的要求。
采用智能的控制算法，结合实时反馈的信息，可以动态调整死区时间，适应不同的工作环境。
采用高性能的开关器件或者增加并联开关器件的方式，也可以有效降低死区时间的影响，提高系统的稳定性和可靠性。
5. 结语同步整流及 LLC 调制技术在电力电子领域有着广泛应用和发展前景，而死区时间作为关键参数之一，对于整个系统的性能和稳定性具有重要影响。
随着技术的不断进步和创新，相信工程师们会提出更多更优秀的方法和技术，进一步提高死区时间的准确性和稳定性，为同步整流及 LLC 调制电路的性能提升和系统可靠性保障提供更好的保障。
死区时间设计
设计课题：PWM死区发生器设计与实现设计者：姓名：指导教师：1、系统设计 (4)1.1设计要求 (4)1.2方案框图 (4)2、单元电路的设计 (4)2.1多谐振荡电路 (4)2.1.1原理图 (4)2.1.2工作原理 (5)2.1.3参数选择 (5)2.2死区产生电路 (5)2.2.1原理图 (5)2.2.2工作原理 (6)2.2.3参数选择 (6)3、系统测试结果 (6)3.1 555引脚3波形 (6)3.2死区波形 (7)4、设计总结 (8)5、参考文献 (8)6、附录 (8)元器件清单 (8)总原理图 (9)PCB图 (9)555定时器是一种多用途的数字——模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。
由于使用灵活、方便，所以555定时器在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了应用。
CD4001是四2输入或非门。
或非门的逻辑关系特点是只有当输入端全部为低电平时，输出端为高电平状态；在其余输入情况下，输出端为低电平状态。
该电路是一种由555定时器和CD4001为核心器件组成的PWM 死区发生器电路，电路简单且易调试。
关键词：555;CD4001;PWM；死区1、系统设计1.1设计要求⑴用555及门电路为主芯片⑵555芯片<=1片 ，且门电路芯片数<=1片 ⑶开关频率10KHz ⑷输出高电平有效 ⑸占空比可调 ⑹死区时间3us1.2方案框图2、单元电路的设计2.1多谐振荡电路 2.1.1原理图TRIG2OUT34CVOLT5THOLD6DISCHG781RESETVCCGNDU?555D2IN4148D1IN4148C1103R14K3RW15KR W 25K如图所示是用555定时器构成的多谐振荡器，R 1、R W1、R W2、C 1为外接定时元件。
多谐振荡器的工作原理为：接通电源时，C1充电，此时引脚3端输出高电平，当充电充到32CCV 时，电容C1放电，引脚3输出低电平，当下降到3CCV 时，电容C1又开始充电，引脚3输出高电平，电路在两个暂稳态之间来回振荡，于是输出端3就产生了矩形脉冲信号。
一种全gan集成半桥死区时间调节电路
一种全gan集成半桥死区时间调节电路近年来，随着科技的不断发展，电子设备的普及程度越来越高，在各个领域中都有着广泛的应用。
然而，虽然电子设备可以提高生产效率和便利性，但也同时存在一些问题，例如电子设备在使用过程中会出现的死区现象，这会对设备的正常工作产生一定的影响。
因此，如何有效的解决这个问题，就成为了现在的研究热点之一。
本文将介绍一种全gan集成半桥死区时间调节电路，以解决死区问题。
一、全gan集成半桥电路全gan集成半桥电路是指在半桥电路中，采用同种全gan驱动芯片控制两个gan功率场效应管。
在这种电路中，两个gan管处于不同的导通状态，一个为开，一个为断。
这种电路的优点在于具有高效、低功耗等特点，且可以支持高频率运行、电流共享、电感集成等功能。
二、死区时间问题在半桥电路中，如果两个gan管控制不当，就会出现死区时间问题。
也就是说，在半桥电路中，两个gan管不能同时导通，否则会导致硬性短路，损坏器件。
因此，需要在半桥电路中加入死区时间控制电路，以保证两个管子的工作时序正确。
死区时间是指两个gan管子切换时的延时时间，也就是在一个管子关闭之后，另一个管子打开之前所需要的时间。
在死区时间内，半桥电路处于保护状态，以避免两个gan管子同时导通，从而保证半桥电路的稳定性。
三、全gan集成半桥死区时间调节电路在全gan集成半桥电路中，死区时间的调节可以通过控制芯片内部的一定逻辑，来实现电路的稳定。
具体来说，可以将死区控制信号直接与芯片内部的控制电路相连，实现对半桥死区时间的调节。
在调节过程中，首先需要通过测量实测半桥的死区时间，并获得一个准确的死区时间值。
其次，需要将这个值与控制芯片的参数进行比较，并进行调整，以获得一个最优的死区时间值。
最后，在实际应用中，还需要通过不断的调整和检测，来保证全gan集成半桥死区时间控制电路的正常工作。
四、总结全gan集成半桥死区时间调节电路是一种有效的解决死区问题的方法。
浅谈数字示波器的死区时间
浅谈数字示波器的死区时间随着科学技术的发展，数字示波器也越来越先进，而波形刷新率逐渐成为了数字示波器中仅次于带宽、采样率、存储深度之后的第四大技术指标。
说到波形刷新率的意义就和死区时间息息相关了。
何为死区时间？死区时间是数字示波器与生俱来的一个缺陷，目前阶段是无法消除的，只能够尽力减小。
不同于模拟示波器采用电子束直接打在荧光屏上的显示模式，数字示波器是一个典型的“前端数据采集+后端数字信号处理”系统。
这样的系统都有这样一个特点：前端数据采集系统ADC 的输出数据吞吐量比后端数字信号处理系统的处理能力大很多，这就意味着后端无法“实时”处理前端输出的数据，从而形成“死区”时间。
例如：SIGLENT（鼎阳科技）最新的数字示波器SDS2000 系列的ADC 采样率为2GSa/S，即每秒输出2G 个数据，但后续数字信号处理器每秒处理、显示波形的能力只能达到几百兆点每秒，也就是说处理器1 秒只能够处理采集到的几百兆个点，剩下的数据都被丢弃，被丢弃的这些数据就是死区时间。
如图一所示，图一图上为一个波形捕获周期的示意图。
捕获周期长度由有效捕获时间和死区时间组成。
在有效捕获时间内，数字示波器按照用户设定的采样率进行捕获，并将其写入RAM 中。
死区时间可分为固定死区时间和变动死区时间两部分。
固定死区时间具体取决于当前数字示波器自身的情况，如FPGA/DSP 等芯片的计算速率以及算法构架等。
变动死区时间则取决于处理ADC 采集到的数据所需的时间，它与设定的存储深度(记录长度)、时基、采样率以及所选后处理功能(例如，插值、数学函数、测量和分析)多少都有直接关系，所以这部分的死区时间是变动的。
在数字示波器的众多参数中对死区时间的影响最大的就是波形刷新率。
顾名思义，波形刷新率指的就是数字示波器单位时间能够显示波形。
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死区时间
死区时间是PWM输出时，为了使H桥或半H桥的上下管不会因为开关速度问题发生同时导通而设置的一个保护时段。
由于IGBT等功率器件都存在一定的结电容，所以会造成器件导通关断的延迟现象。
一般在设计电路时已尽量降低该影响，比如尽量提高控制极驱动电压电流，设置结电容释放回路等。
为了使igbt工作可靠，避免由于关断延迟效应造成上下桥臂直通，有必要设置死区时间，也就是上下桥臂同时关断时间。
死区时间可有效地避免延迟效应所造成的一个桥臂未完全关断，而另一桥臂又处于导通状态，避免直通炸模块。
死区时间大，模块工作更加可靠，但会带来输出波形的失真及降低输出效率。
死区时间小，输出波形要好一些，只是会降低可靠性，一般为us级。
IGBT在关断时的脉冲后沿因少数载流子的存储效应会产生一个较大的“拖尾”电流，因此所产生的关断能耗（Eoff）在早期产品中非常突出。
死区时间调整硬件解决方案
摘要：针对不同厂家IPM要求的死区时间参数的不同，本文从硬件电路角度出发，提出一种延时电路方案，解决了因参数调整而引起软件的不统一问题，进而为MCU的大批量mask降低成本提供可能。
关键词： IPM 死区时间
随着现代电力电子技术的飞速发展，以绝缘栅双晶体管（IGBT）为代表的功率器件在越来越多的场合得到广泛地应用。
IGBT是VDMOS与双极晶体管的组合器件，集MOSFET与GTR的优点于一身，既具有输入阻抗高，开关速度快，热稳定性好和驱动电路简单的长处，又具有通态电压低，耐压高和承受大电流的优点，特别适合于电机控制。
现代逐渐得到普遍推广的变频空调，其内部的压缩机控制单元就是采用以IGBT为主要功率器件的新型智能模块（IPM）。
IPM（智能功率模块）即Intelligent Power Module的缩写，它是将输出功率器件IGBT和驱动电路、多种保护电路集成在同一模块内，与普通IGBT
相比，在系统性能和可靠性上均有进一步提高，而且由于IPM通态损耗和开关损耗都比较低，使散热器的尺寸减小，故整个系统的尺寸减小。
下面是IPM内部的电路框图：
IPM内部含有门极驱动控制、故障检测和多种保护电路。
保护电路分别检测过流、短路、过热、电源欠压等故障，当任一故障出现时，内部电路会封锁驱动信号并向外送出故障信号，以便外部的控制器及时处理现场，避免器件受到进一步损坏。
下图是变频空调室外压缩机控制驱动主电路的原理图。
220V交流电压经过由D1～D4和电解电容C1组成的桥式整流和阻容滤波电路后成为给IPM供电的直流电压，六个开关管按照一定规律通断，分别在U、V、W三相输出一系列的矩形信号，通过调整矩形波的频率与占空比达到调节输出电压频率和幅度的目的，即现在应用最广泛的PWM（PULSE WIDTH MODULATE 脉冲宽度调制）控制技术，PWM控制技术从控制思想上可以分成四类：等脉宽PWM 法、正弦波PWM法、磁链追踪PWM法和电流追踪型PWM法。
不管采用何种控制方式，都必须注意U、V、W任意一相上下两个桥臂不能同时导通，否则直流电源将在IPM内部形成短路，这是绝对不允许的。
为了避免电源元件的切换反应不及时可能造成的短路，一定要在控制信号之间设定互锁时间，这个时间又叫换流时间，或者叫死区时间。
死区时间，一般情况下软件工程师在程序设计时就会考虑并写进控制软件。
但是由于不同公司生产的IPM，对死区时间长短的要求不尽相同，这样软件就会出现多个版本，不便于管理，并且影响CPU的MASK(掩模)工作。
为了控制软件的统一性，有的软件工程师将死区时间放到芯片外扩展的E2中，对不同公司的 IPM，只需改变一下E2中的数据，即可简单实现死区时间的匹配。
这种方法的缺点是生产成本较高，在实际应用时受到一定限制。
随着集成电路工艺的不断改进，各种逻辑门集成电路的价格不断地下降，使采用硬件电路实现死区时间设定应用到生产上成为可能，这种方法的优点是电路简单，延时时间方便可调，成本低廉。
方案原理图如下图3：
控制过程如下：
因为IPM控制输入低电平有效。
平时CPU输出控制脚1处于高电平，逻辑或门输出高电平，IPM输入锁定。
当CPU输出低电平有效时，高频瓷片电容通过电阻放电，逻辑或门输入脚2仍然维持高电平，逻辑或门输出高电平，IPM 输入仍然锁定。
当电容放电完毕，或门输入脚2变为低电平时逻辑输出才为低电平，IPM控制输入有效，因此，电容放电时间就是CPU控制输出到IPM控制输入有效的延时时间。
当CPU控制输出关断即输出重新变为高电平时，尽管电容处于充电状态而使或门输入脚2处于低电平，逻辑或门输出仍然立即变为高电平，锁定IPM输入。
上述电路只是六路IPM控制输入的其中一路，其他五路做同样处理，通过调整R、C的参数，就可以实现所需要的延时时间。
下面是一相电路控制时序图：
下面我们推导图3所示电路中电阻和电容的选择：
根据电工学公式，由电阻、电容组成的一阶线性串联电路，电容电压Uc 可以用下式表示：
Uc=Uoexp（-t/τ）（1）τ为时间常数τ=RC
在图3所示电路中，我们选择ST公司生产的高速CMOS或门电路，它的关门电平
为1.35V（电源电压为4.5V），即当输入电压降至1.35/4.5U
0=0.3 U
时，输出
电平转换有效，因此由式（1）可以推导出：
t
d
=-τln0.3=1.2RC
（2）
上式就是我们选择R、C值的指导公式。
例如：需要延时时间为10us，选择精度为5%高频瓷片电容，容量为103P，则
R= 10 *10e-6/1.2C=833Ω，这样R就可选择精度为1%、阻值为820Ω的金属膜电阻。
小结：按照上述方案设计的硬件延时电路，结构简单，成本低廉，可靠性极高，在实际使用时只需简单调换一下电阻的阻值就可实现对死区时间要求不同的IPM的控制。