BCM 控制方式在 STM32 中的实现-使用高级定时器

只看该作者 · 2021-11-4 10:31

1. 引言
在电源变换器的控制方式中， BCM 模式即临界传导模式(Boundary Conduction Mode)，或者
叫 CRM(Critical Conduction Mode)，由于其容易实现软开关，开关损耗低， EMI 小等优点在
AC/DC 变换器中被越来越多的使用。本文在简单介绍 BCM 控制模式的基本原理的基础上，以
STM32G071 为例，给出如何使用 STM32 系列 MCU 中的高级控制定时器来实现 BCM 控制 PWM
的发波方案

只看该作者 · 2021-11-4 10:32

高级控制定时器 BCM 控制解决方案

基于 BCM 控制模式的原理，接下来以 BOOST 变换器进行 PFC 为例，给出使用高级控制
定时器完成 BCM 控制 PWM 发波的解决方案。 BOOST 与 PFC 的工作原理在此不再介绍，可通过
网络搜索相关文档进行了解

为了完成 BCM，除了定时器资源之外，还需要如下的功能：
1、电流过零点检测功能；
2、过流保护功能；
过流保护时强制封锁 PWM 输出，可以实现 cycle-by-cycle 保护；也可永久保护，直到软件
中重新使能 PWM 输出。
对于电流过零点与过流保护检测，可以直接使用 STM32G071 片上的比较器来完成，且其比较器
的比较参考点也可以直接使用片上的 DAC 输出，如果所选用的 MCU 片上没有比较器，则需要使
用片外比较器来完成检测。本例中的过流保护采用 cycle-by-cycle 保护方式。
下表给出了针对 BCM 控制，高级定时器使用的对应功能。

只看该作者 · 2021-11-4 10:34

高级控制定时器实现消隐功能

相对于高精度定时器来说，高级控制定时器中没有消隐功能，所有在特定区间内对外部事件
进行过滤和锁存的功能需要通过其他方式来弥补，下图给出了如何使用高级控制定时器实现事件
消隐。

使用定时器的 CH2 输出为漏级开路(Open Drain)，与 ZCD 检测比较器的输出通过一个电
阻连接，二者完成一个“与”门的功能，最终信号连接到 ETR 管脚，作为定时器计数器的 Reset
信号。
通过以上的方案，在发生 PWM 生成波形示例如下。当 CH2 输出为低时， ETR 被钳位到
GND，只有当 CH2 输出为高时， ZCD 信号才有效， ETR 有效信号立即触发计数器复位， CH2 输
出为低的区间即为 ZCD 信号的消隐区间。