LAT1414
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LAT1414 – Rev 1.0– Jul. 2024
用 DMA 方式实现 PWM 时序保护功能
关键字：DMA， PWM 保护，三电平保护
1. 应用需求
如今，三电平拓扑结构在大功率应用中越来越流行，如 UPS 以及太阳能逆变器。通过
将总线电压增加到 1000V 至 1500VDC，那么在同等输出功率下，电流可以极大的减小。
这样就可以降低开关器件的导通损耗。然而，与传统的两电平逆变器相比，除了更复杂功
率转换控制，三电平逆变器需要不同的故障保护方案。
图 1 显示了一种典型的单相三电平 I 型逆变器，称为中点箝位（NPC）逆变器。单相
NPC 逆变器包括 4 个 FET，如 IGBT，串联，其中 S1 和 S4 被称为外部开关，其中 S2 和
S3 被称为内部开关。
三电平拓扑必须确保保持正确的关闭顺序：外部开关（S1 或 S4）首先关闭，内部开
关（S2 或 S3）在特定延迟后关闭；然而在恢复过程中内部开关必须首先打开。
图1. 单相 I-Type 三电平拓扑
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2. 软件设计方案
在这里，我们用 STM32H7 作为测试板，使用了里面的 DMA 资源。如图 2 所示，这
里选用 PD0 作为故障信号输入，TIM2_CH2（PA0），TIM3_CH4（PB1）模拟两路
PWM 输出。
当故障信号过来后，触发 BDMA，采用 Memory-To-Peripheral 方式将 PA0 的
MODER 位由 10b 改为 01b，即由 AF 模式改为 I/O 模式，从而达到封波目的。同时在
BDMA 中断中启动定时器 6，定时器 6 达到定时后，再启动 DMA1，采用 Memory-To-
Peripheral 方式将 PB1 的 MODER 位由 10b 改为 01b，即由 AF 模式改为 I/O 模式，从
而达到延时封波目的。
图2. 保护时序框图
