基于高级定时器的全桥移相 PWM 发波方案

前言

用于移相控制的全桥 PWM 变换器是中大功率 DC-DC 变换电路中最常用的电路之一，由于其可以实现开关管的软开关特性，

在数字电源的设计中被广泛采用，本文基于 STM32 中高级控制定时器设计了一种全桥移相控制 PWM 发波方案。

移相全桥 PWM 发波要求

移相全桥的拓扑如下图所示，由于谐振电感 L1 的存在，结合移相控制，使开关管达到零电压开通(ZVS)，从而有效的降低了

电路的开关损耗和开关噪声，减少了开关过程中的产生的电磁干扰。

移相控制的 PWM 驱动波形如下，Q1/Q2/Q3/Q4 分别对应上图中的 4 个开关管的驱动。

Q1 与 Q2 驱动互补，插入死区；Q3 与 Q4 驱动互补，插入死区。所有 PWM 波形的占空比固定，Q3/Q4 相对与 Q1/Q2 移

相，相位大小由控制环路确定。

高级定时器移相 PWM 生成

在高级定时器中(TIM1/TIM8/TIM20)，针对移相控制专门设计了一种 PWM 工作模式，即非对称 PWM 模式(Asymmetric PWM

mode)，在中心对称计数模式下，允许计数器向上计数时的比较事件与向下计数时的比较事件分别由两个不同的比较值确定，

如下：

OC1REFC 由 TIMx_CCR1（向上）与 TIMx_CCR2（向下）控制

OC2REFC 由 TIMx_CCR2（向上）与 TIMx_CCR1（向下）控制

OC3REFC 由 TIMx_CCR3（向上）与 TIMx_CCR4（向下）控制

OC4REFC 由 TIMx_CCR4（向上）与 TIMx_CCR3（向下）控制

为了生成移相 PWM 波形，本文选择以下两种方案：

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 在高级定时器中的关键配置如下(使用 CubeMx 工具)：

使能 CH1/CH1N/CH2/CH2N。

中心对齐模式，周期值设定为 10000。

CH1 与 CH2 的工作模式为 Asymmetric PWM2，比较值为 5000，用于产生 50%固定占空比波形。