实战经验 | STM32G474 中 Triggered-half 模式的实现

 

 

关键词：Triggered-half，Interleave

 

 

目录预览

1、引言

2、Triggered-half 模式介绍

3、应用实例

4、小结

 

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引言

 

STM32 G474 中包含了针对数字电源应用的高精度定时器(HRTIMER)外设，作为 HRTIMER V2 版本，其新增了 Triggered-half 功能，目的就是为了简化采样变频控制方式下两相交错并联工作电源的设计。

 

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Triggered-half 模式介绍

 

目前的电源设计中，为了提高功率等级以及功率密度，交错并联是一项经常使用到的技术。在定频控制模式下，由于 PWM 周期固定，相位偏移很容易通过定时器中的比较事件进行同步来实现，但是在变频控制中，PWM 的周期可能不由软件控制，而是由外部事件来控制，比如在 PFC中的峰值电流控制模式或是导通时间固定控制模式下，PWM 的周期由电感电流的过零点来确定，这样 PWM 的周期是随外部工作环境变化的，如负载，输入电压等，这些都是无法预知的，所以就无法提前设置同步事件，多相之间无法做到精确的相位偏移。 

 

Triggered-half 模式被设计用来解决变频控制两相交错并联的同步问题，原理如下图所示，在主变换器中，检测 ILM(电感电流)的过零点(ZCD)，两个过零点之间为 PWM 周期，PWM 的占空比由 ILM与峰值电流参考比较事件来确定，PWM 的周期延时 1/2 后作为从变换器的同步事件。

 

 

在 G474 中，通过高精度定时器中的捕获单元捕获主变换器实时电流过零点事件(ZCD)，从而得到主定时器的 PWM 周期，MCU 自动计算该周期值的 1/2 并将其写入比较寄存器 2(CMP2)中，从变换器的定时器(从定时器)通过与 CMP2 比较事件进行同步，从而产生与主定时器相移 180 度的 PWM 波。 

 

需要重点注意的是，由于高精度定时器中的捕获单元的最高精度为 170Mhz，所以在使用该模式时 PWM 的频率不要超过 170Mhz，另外 CMP2 被强制占用，不能在与其他特殊功能如 dual channel dac trigger, interleaved and balanced idle modes 一起共用。

 

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应用实例

 

G474 中给出了应用实例的示意图 ，其可视为一个两相交错并联的 PFC 的 Triggered-half 的实现。

 

 

其中

EEV1 为主变换器电感电流过零点事件， 

EEV2 为主变换器电感电流达到设定峰值事件 

EEV3 为从变换器电感电流达到设定峰值事件

HRTIM_CHA1 为主变换器的 PWM 驱动波形

HRTIM_CHB1 为从变换器的 PWM 驱动波形

HRTIM_CHA2 为 EEV1 在子定时器 Timer B 中的 Blanking 区间依据上图中的要求，进行了如下的设计：

 

 

通过 CubeMx 进行配置，关键配置的截图如下：

 

Timer A 中的关键配置：

 

 

 

Timer B 中的关键配置：

 

 

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小结

 

本文对 Triggered-half 的工作原理以及应用场景进行了介绍，并结合实际案例给出了一个应用实例。

 

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