采用STM32的HRTIM实现三相同步三角载波PWM输出

2022-08-24 22:05:06 阅读：202 来源： 互联网

标签：定时器 HAL hhrtim1 HRTIM TIMER STM32 OUTPUT PWM

1. 应用需求与实现思路

对于常用的三相两电平变流器，通常应使三桥臂的载波为同步的三角载波。为方便控制，常在三角载波过零处进入中断进行采样何控制。当采用STM32的HRTIM实现该功能时，一种思路为：采用主定时器实现中断，并采用之对三个桥臂实用的载波进行同步。
基本设置参数为：

开关频率：10kHz；
死区时间：1μs；

2. 主定时器（Master Timer）

主定时器时基配置如下：

采用预装载（Preload）设置，当定时器进Update时进入中断，如下：

并开启主定时器的全局中断，如下：

3. 载波定时器（TimerA-TimerF）

采用上下计数模式，设置counter等于0时触发事件，确保载波过0处才将影子寄存器中的compare值锁存至active寄存器中。如下：

使能预装载（Preload），结合上面的设置，实现控制中延迟为固定的一周期。使能死区，并配置主定时器Period事件发生时载波定时器Reset。如下：

使能Compare Unit 1（也可以时其他Unit），并配置为counter值与compare值相等时触发事件。如下：

死区配置如下:

对于上下计数模式，需配置为compare事件发生时输出inactive状态：

因此Output 1 Configuration设置如下：

由于设置了死区所以Output 2不用配置。

4. 库函数API说明

完成上述配置后，需调用相关API以控制相应的定时器。包括：
开启定时器（如需停止定时器只需将函数中的Start改成Stop即可）：

  HAL_HRTIM_WaveformCountStart(&hhrtim1, HRTIM_TIMERID_TIMER_A);
  HAL_HRTIM_WaveformCountStart(&hhrtim1, HRTIM_TIMERID_TIMER_B);
  HAL_HRTIM_WaveformCountStart(&hhrtim1, HRTIM_TIMERID_TIMER_C);
  HAL_HRTIM_WaveformCountStart(&hhrtim1, HRTIM_TIMERID_TIMER_D);
  HAL_HRTIM_WaveformCountStart(&hhrtim1, HRTIM_TIMERID_TIMER_E);
  HAL_HRTIM_WaveformCountStart(&hhrtim1, HRTIM_TIMERID_TIMER_F);
  HAL_HRTIM_WaveformCountStart_IT(&hhrtim1, HRTIM_TIMERID_MASTER);

使能输出（如需停止输出只需将函数中的Start改成Stop即可）：

  HAL_HRTIM_WaveformOutputStart(&hhrtim1, HRTIM_OUTPUT_TA1 | HRTIM_OUTPUT_TA2);
  HAL_HRTIM_WaveformOutputStart(&hhrtim1, HRTIM_OUTPUT_TB1 | HRTIM_OUTPUT_TB2);
  HAL_HRTIM_WaveformOutputStart(&hhrtim1, HRTIM_OUTPUT_TC1 | HRTIM_OUTPUT_TC2);
  HAL_HRTIM_WaveformOutputStart(&hhrtim1, HRTIM_OUTPUT_TD1 | HRTIM_OUTPUT_TD2);
  HAL_HRTIM_WaveformOutputStart(&hhrtim1, HRTIM_OUTPUT_TE1 | HRTIM_OUTPUT_TE2);
  HAL_HRTIM_WaveformOutputStart(&hhrtim1, HRTIM_OUTPUT_TF1 | HRTIM_OUTPUT_TF2);

设置比较值以设置占空比（0x0-0x5分别指TimerA-TimerF）：

  __HAL_HRTIM_SETCOMPARE(&hhrtim1, 0x0, HRTIM_COMPAREUNIT_1, ((uint32_t)(_LEG_TIMER_PRD * _DUTY)));
  __HAL_HRTIM_SETCOMPARE(&hhrtim1, 0x1, HRTIM_COMPAREUNIT_1, ((uint32_t)(_LEG_TIMER_PRD * _DUTY)));
  __HAL_HRTIM_SETCOMPARE(&hhrtim1, 0x2, HRTIM_COMPAREUNIT_1, ((uint32_t)(_LEG_TIMER_PRD * _DUTY)));
  __HAL_HRTIM_SETCOMPARE(&hhrtim1, 0x3, HRTIM_COMPAREUNIT_1, ((uint32_t)(_LEG_TIMER_PRD * _DUTY)));
  __HAL_HRTIM_SETCOMPARE(&hhrtim1, 0x4, HRTIM_COMPAREUNIT_1, ((uint32_t)(_LEG_TIMER_PRD * _DUTY)));
  __HAL_HRTIM_SETCOMPARE(&hhrtim1, 0x5, HRTIM_COMPAREUNIT_1, ((uint32_t)(_LEG_TIMER_PRD * _DUTY)));

5. 波形说明

TimerA-TimerF的上下计数模式似乎并非真正的上下计数模式，而是二倍频的向上计数模式，但对于PWM输出，效果是一致的，如下（CH1为TimerA的compare值，CH2为Output1，CH3为TimerA的counter值）：

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