實戰(zhàn)經(jīng)驗 | STM32G474 中 Triggered-half 模式的實現(xiàn)

關(guān)鍵詞：Triggered-half，Interleave

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1、引言

2、Triggered-half 模式介紹

3、應(yīng)用實例

4、小結(jié)

01

引言

STM32 G474 中包含了針對數(shù)字電源應(yīng)用的高精度定時器(HRTIMER)外設(shè)，作為 HRTIMER V2 版本，其新增了 Triggered-half 功能，目的就是為了簡化采樣變頻控制方式下兩相交錯并聯(lián)工作電源的設(shè)計。

02

Triggered-half 模式介紹

目前的電源設(shè)計中，為了提高功率等級以及功率密度，交錯并聯(lián)是一項經(jīng)常使用到的技術(shù)。在定頻控制模式下，由于 PWM 周期固定，相位偏移很容易通過定時器中的比較事件進(jìn)行同步來實現(xiàn)，但是在變頻控制中，PWM 的周期可能不由軟件控制，而是由外部事件來控制，比如在 PFC中的峰值電流控制模式或是導(dǎo)通時間固定控制模式下，PWM 的周期由電感電流的過零點來確定，這樣 PWM 的周期是隨外部工作環(huán)境變化的，如負(fù)載，輸入電壓等，這些都是無法預(yù)知的，所以就無法提前設(shè)置同步事件，多相之間無法做到精確的相位偏移。

Triggered-half 模式被設(shè)計用來解決變頻控制兩相交錯并聯(lián)的同步問題，原理如下圖所示，在主變換器中，檢測 ILM(電感電流)的過零點(ZCD)，兩個過零點之間為 PWM 周期，PWM 的占空比由 ILM與峰值電流參考比較事件來確定，PWM 的周期延時 1/2 后作為從變換器的同步事件。

在 G474 中，通過高精度定時器中的捕獲單元捕獲主變換器實時電流過零點事件(ZCD)，從而得到主定時器的 PWM 周期，MCU 自動計算該周期值的 1/2 并將其寫入比較寄存器 2(CMP2)中，從變換器的定時器(從定時器)通過與 CMP2 比較事件進(jìn)行同步，從而產(chǎn)生與主定時器相移 180 度的 PWM 波。

需要重點注意的是，由于高精度定時器中的捕獲單元的最高精度為 170Mhz，所以在使用該模式時 PWM 的頻率不要超過 170Mhz，另外 CMP2 被強制占用，不能在與其他特殊功能如 dual channel dac trigger, interleaved and balanced idle modes 一起共用。

03

應(yīng)用實例

G474 中給出了應(yīng)用實例的示意圖 ，其可視為一個兩相交錯并聯(lián)的 PFC 的 Triggered-half 的實現(xiàn)。

其中

EEV1 為主變換器電感電流過零點事件，

EEV2 為主變換器電感電流達(dá)到設(shè)定峰值事件

EEV3 為從變換器電感電流達(dá)到設(shè)定峰值事件

HRTIM_CHA1 為主變換器的 PWM 驅(qū)動波形

HRTIM_CHB1 為從變換器的 PWM 驅(qū)動波形

HRTIM_CHA2 為 EEV1 在子定時器 Timer B 中的 Blanking 區(qū)間依據(jù)上圖中的要求，進(jìn)行了如下的設(shè)計：

通過 CubeMx 進(jìn)行配置，關(guān)鍵配置的截圖如下：

Timer A 中的關(guān)鍵配置：

Timer B 中的關(guān)鍵配置：

04

小結(jié)

本文對 Triggered-half 的工作原理以及應(yīng)用場景進(jìn)行了介紹，并結(jié)合實際案例給出了一個應(yīng)用實例。

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