基于STM32中高級控制定時器的全橋移相控制PWM發(fā)波方案

前言 用于移相控制的全橋PWM變換器是中大功率DC-DC變換電路中最常用的電路之一，由于其可以實現(xiàn)開關管的軟開關特性，在數(shù)字電源的設計中被廣泛采用，本文基于STM32中高級控制定時器設計了一種全橋移相控制PWM發(fā)波方案。 移相全橋PWM發(fā)波要求

移相全橋的拓撲如下圖所示，由于諧振電感L1的存在，結(jié)合移相控制，使開關管達到零電壓開通(ZVS)，從而有效的降低了電路的開關損耗和開關噪聲，減少了開關過程中的產(chǎn)生的電磁干擾。

移相控制的PWM驅(qū)動波形如下，Q1/Q2/Q3/Q4分別對應上圖中的4個開關管的驅(qū)動。

Q1與Q2驅(qū)動互補，插入死區(qū)；Q3與Q4驅(qū)動互補，插入死區(qū)。所有PWM波形的占空比固定，Q3/Q4相對與Q1/Q2移相，相位大小由控制環(huán)路確定。

高級定時器移相PWM生成 在高級定時器中(TIM1/TIM8/TIM20)，針對移相控制專門設計了一種PWM工作模式，即非對稱PWM模式(Asymmetric PWM mode)，在中心對稱計數(shù)模式下，允許計數(shù)器向上計數(shù)時的比較事件與向下計數(shù)時的比較事件分別由兩個不同的比較值確定，如下：

OC1REFC由TIMx_CCR1(向上)與TIMx_CCR2(向下)控制

OC2REFC由TIMx_CCR2(向上)與TIMx_CCR1(向下)控制

OC3REFC由TIMx_CCR3(向上)與TIMx_CCR4(向下)控制

OC4REFC由TIMx_CCR4(向上)與TIMx_CCR3(向下)控制

為了生成移相PWM波形，本文選擇以下兩種方案：

方案1：Q1/Q2由CH1/CH1N生成，Q3/Q4由CH2/CH2N生成。

方案2：Q1/Q2由CH1/CH1N生成，Q3/Q4由CH3/CH3N生成。

方案1：在高級定時器中的關鍵配置如下(使用CubeMx工具)：

使能CH1/CH1N/CH2/CH2N。

中心對齊模式，周期值設定為10000。

CH1與CH2的工作模式為Asymmetric PWM2，比較值為5000，用于產(chǎn)生50%固定占空比波形。

編譯生成keil工程，添加如下代碼，Phase_shift_cnt代表相位偏移值。

測試結(jié)果如下（可播放視頻），黃色與藍色波形分別對應CH1與CH2，紅色波形用來參考移相結(jié)果，其對應的互補波形未抓取。

方案2：在高級定時器中的關鍵配置如下(使用CubeMx工具)：

使能CH1/CH1N/CH3/CH3N，CH2與CH4使能為PWM Generation No Output。

中心對齊模式，周期值設定為10000。

CH1與CH3的工作模式為Asymmetric PWM2，比較值為5000，用于產(chǎn)生50%固定占空比波形。CH2與CH4的工作模式為PWM mode 2，比較值為5000。

編譯生成keil工程，添加如下代碼，Phase_shift_cnt代表相位偏移值

測試結(jié)果，黃色與紅色波形分別對應CH1與CH3，其對應的互補波形未抓取。

小結(jié)

本文介紹了STM32的高級定時器的非對稱模式工作原理，并利用其生成全橋移相控制的PWM驅(qū)動實例，可作為使用STM32 MCU 進行移相全橋控制的PWM驅(qū)動生成參考。

原文標題：技術干貨 | 基于高級定時器的全橋移相PWM發(fā)波方案

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責任編輯：haq