如何使用高级定时器产生双沿可控 PWM LAT1553

发表于 2025-9-2 11:47

1. 前言
数字能源产品的功率拓扑种类多，控制方式灵活多样，某些情况下 PWM 驱动的上升沿和下降沿都需要单独控制，以满足控制算法的需求。本文介绍在高级控制定时器中如何产生上升沿和下降沿可单独控制的 PWM 驱动。

2. 高级控制定时器 PWM 产生方式介绍
以 STM32G4系列 MCU 中高级控制定时器为例，其 PWM 产生方式包括：

PWM mode 1
   o 上升计数时，TIMx_CNT<TIMx_CCR，PWM 输出高电平
   o 下降计数时，TIMx_CNT>TIMx_CCR，PWM 输出低电平

PWM mode 2
   o 上升计数时，TIMx_CNT<TIMx_CCR，PWM 输出低电平
   o 下降计数时，TIMx_CNT>TIMx_CCR，PWM 输出高电平

非对称 PWM 模式 Asymmetric PWM mode，仅适用于 up-down 计数模式，在计数器上升计数时和下降计数时，比较事件由不同的比较寄存器产生，CH1/CH2 由 CCR1 和 CCR2 决定，CH3/CH4 由 CCR3 和 CCR4 决定
   o Asymmetric PWM mode 1，PWM 行为规则与 PWM mode 1 相同
   o Asymmetric PWM mode 2，PWM 行为规则与 PWM mode 2 相同

组合 PWM 模式 combined PWM mode，最终输出 PWM 由两路 PWM 的“与”或是“或”产生，CH1 和 CH2 为一组，CH3 和 CH4 为一组
   o Combined PWM mode 1，PWM 行为规则与 PWM mode 1 相同，最终输出由两路 PWM“或”产生
   o Combined PWM mode 2，PWM 行为规则与 PWM mode 2 相同，最终输出由两路 PWM“与”产生

组合 3 相 PWM 模式 Combined 3-phase PWM mode，仅适用于 up-down 计数模式
   o最终输出由 CH5 与 CH1/CH2/CH3 进行“与”产生

3. 解决方案
综合以上的 PWM 发生方案，组合 PWM 模式和非对称 PWM 模式都能实现 PWM 的双边可控，但非对称 PWM 只能在 up-down 计数模式下工作，PWM 输出波形无法在整个计数周期内移动，灵活性不如组合 PWM 模式。以下将说明如何使用组合 PWM 模式来产生双沿可控的 PWM 输出。

以 TIM1_CH1 输出为例，按照上文中描述的组合 PWM 模式的工作原理，其输出由 CH1 和 CH2 控制，可以选择“与”或是“或”模式，为了实现占空比可控和双沿可控，需要使用“与”模式，即 Combined PWM mode 2。下图给出了 TIM1_CH1 和 TIM1_CH3 工作在该模式下的输出波形，TIM1_CH1 的输出由 TIM1_oc1ref 和 TIM1_oc2ref 相与产生，TIM1_CH3 的输出由TIM1_oc3ref 和 TIM1_oc4ref 相与产生。

以上波形对应的具体的设置如下：

TIM1_CH1 : Combined PWM mode 2，CCR1 决定波形的上升沿
TIM1_CH2 : PWM mode 1，CCR2 决定波形的下降沿
TIM1_CH3 : Combined PWM mode 2，CCR3 决定波形的上升沿
TIM1_CH4 : PWM mode 1，CCR4 决定波形的下降沿
如果需要输出 0%占空比波形，在以上工作模式设置的基础上，设置 CCR1>CCR2 即可。

如果需要输出 100%占空比波形，在以上工作模式设置的基础上，设置 CCR1 = 0 & CCR2 = PER 即可。

在CubeMx中具体的配置如下：
通道使能，CH2 和 CH4 不要实际输出，所以配置为 PWM Generation NO output

通道配置

4. 小结
本文介绍了如何使用高级控制定时器的组合 PWM 模式 Combined PWM mode 产生上升沿和下降沿都可以独立控制的 PWM 波形，以满足客户对 PWM 灵活度的需求。在某些使用STM32G474 的应用中可以作为 HRPWM 的补充，与 HRPWM 共同完成复杂功率拓扑的 PWM驱动。

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