STM32G474 HRTIM Triggered-half模式实现两相交错电源180°相位同步方案

这个功能精准解决了变频电源的相位同步痛点！STM32G474 的 HRTIM Triggered-half 模式专为两相交错并联电源设计，核心是通过捕获主变换器电流过零点事件，自动计算 1/2 周期并同步从变换器，实现 180° 相位偏移，无需手动适配变频场景下的周期变化，完美适配 PFC、交错 DC-DC 等电源拓扑。

资料获取：【应用笔记】STM32 G474中Triggered-half模式的实现

1. 核心概述

1.1 功能定位与价值

核心目标：解决变频控制（如峰值电流控制 PFC）下，两相交错并联电源的相位同步难题 —— 传统定频场景可手动设置相位，但变频时周期随负载 / 输入电压变化，手动计算无法适配；
核心优势：HRTIM 自动完成 “捕获过零点→计算半周期→同步从变换器” 全流程，无需 CPU 干预，相位同步精度高，简化电源控制逻辑。

1.2 适用场景

两相交错并联 PFC（功率因数校正）；
交错并联 DC-DC 变换器（如 Buck、Boost）；
所有需要变频控制且需 180° 相位交错的电源拓扑。

2. 工作机制：自动同步的核心逻辑

Triggered-half 模式通过 HRTIM 的捕获单元与比较单元协同工作，实现无手动干预的相位同步：

捕获主周期：主变换器（Timer A 控制）的电感电流过零点事件（ZCD）通过外部事件 EEV1 输入，HRTIM 捕获单元捕获该事件，获取主 PWM 周期Tsw；
自动计算半周期：MCU 自动计算Tsw/2，并将该值写入 HRTIM 的比较寄存器 CMP2（此寄存器强制用于该模式，不可复用）；
从变换器同步：从变换器（Timer B 控制）以主定时器的 CMP2 事件为复位 / 同步源，生成与主 PWM 相位差 180° 的从 PWM，实现交错并联。

关键信号关联（两相交错 PFC 实例）

EEV1：主变换器 ZCD（过零点检测），触发主定时器复位与周期捕获；
EEV2：主变换器峰值电流检测，触发主 PWM 复位；
EEV3：从变换器峰值电流检测，触发从 PWM 复位；
PWM_TA1：主变换器驱动波形，PWM_TB1：从变换器驱动波形（180° 相位差）。

3. 实操配置：CubeMX HRTIM 关键步骤

以两相交错 PFC 为例，基于 CubeMX 完成 HRTIM 配置，核心聚焦主从定时器与事件关联：

3.1 基础配置

HRTIM 时钟：配置为 170MHz（捕获单元最高精度上限，确保周期捕获准确性）；
工作模式：两相交错并联，Timer A 作为主定时器，Timer B 作为从定时器。

3.2 主定时器（Timer A）配置

复位触发：1st Reset Trigger Source 设为 “External event 1（EEV1）”，由 ZCD 事件触发计数器复位；
捕获单元 1：启用捕获功能，触发源选择 “EEV1 + 定时器更新事件”，用于获取主周期；
比较单元 2：启用并设置为 “Triggered-Half Mode”（核心配置，自动计算半周期）；
PWM_TA1（主 PWM）：
- 置位源：1st Set Source=“Timer period event”、2nd Set Source=“External event 1”；
- 复位源：1st Reset Source=“External event 2（EEV2）”、2nd Reset Source=“Timer compare 3”（测试备用）。

3.3 从定时器（Timer B）配置

复位触发：1st Reset Trigger Source 设为 “Timer A Compare 2 event”，以主定时器半周期事件同步；
空白期配置：启用 “Blanking from Timer A Output 2”，避免 EEV1 在无效区间触发误同步；
PWM_TB1（从 PWM）：
- 置位源：1st Set Source=“Timer A Compare 2 event”、2nd Set Source=“External event 1”；
- 复位源：1st Reset Source=“External event 3（EEV3）”、2nd Reset Source=“Timer compare 3”（测试备用）。

4. 关键注意事项

频率限制：HRTIM 捕获单元最高支持 170MHz，PWM 频率不可超过该值，否则捕获精度下降；
资源占用：比较寄存器 CMP2 被 Triggered-half 模式强制占用，不可用于 DAC 触发、交错空闲模式等其他功能；
空白期必配：主定时器需配置 EEV1 空白期（从计数器复位到 TA_CMP1），防止频率失控；
事件关联准确：EEV1/EEV2/EEV3 需严格对应 ZCD、主 / 从峰值电流事件，否则相位同步失败。

STM32G474 的 Triggered-half 模式将两相交错电源的相位同步逻辑硬件化，无需手动计算半周期和相位偏移，大幅简化变频控制场景的开发难度。核心是利用 HRTIM 的捕获与比较单元协同，通过 “捕获→计算→同步” 的自动化流程，实现高精度 180° 相位交错，是电源工程师开发交错并联拓扑的高效工具。