全桥峰值电流控制 PWM 脉宽跟随实操：Push-Pull 模式深度应用

在全桥变换器峰值电流控制场景中，客户常要求滞后臂 PWM 驱动脉宽严格跟随超前臂 —— 但超前臂的关断由不可预知的峰值电流比较事件触发，常规通过更新比较寄存器修改脉宽的方式无法满足跟随需求。借助 STM32 高精度定时器（HRTIM）的 Push-Pull 模式，搭配 Balanced idle + auto re-enabled 功能，可完美实现滞后臂脉宽对超前臂的动态跟随，避免变换器因驱动不对称出现磁偏问题。本文基于 ST 官方 LAT1319 应用笔记，以 G474 Nucleo 开发板为例，详解原理、配置与实测效果。

资料获取：【应用笔记】LAT1319 Push-Pull模式在全桥峰值电流控制中的应用

1. 核心需求与技术痛点

1.1 全桥拓扑与脉宽跟随要求

拓扑结构：Q1/Q4 为超前臂，Q2/Q3 为滞后臂，输入电压 Vdc，负载端通过 SR1/SR2 同步整流；
驱动波形要求：
1. 无峰值电流事件时，超前臂与滞后臂均输出最大允许脉宽，二者宽度一致；
2. 峰值电流事件触发后，超前臂 PWM 立即关断，其实际脉宽需复制到滞后臂，确保二者始终一致。

1.2 常规方案的局限性

峰值电流比较事件是异步、不可预知的（由桥臂电流达到给定值触发），传统通过软件更新比较寄存器的方式：

响应延迟大，无法实时复制脉宽；
易出现脉宽不对称，导致变压器磁偏，影响变换器稳定性。

2. 关键技术：Push-Pull 模式与核心功能解析

2.1 Push-Pull 模式基础原理

高精度定时器的 Push-Pull 模式，核心是为 CH1 和 CH2 通道配置相同的 set/reset 事件，实现两通道脉宽交替输出且宽度一致。但常规模式仅在 set/reset 为定时器周期或内部比较事件时有效，面对外部异步事件（如峰值电流比较）时，脉宽一致性无法保证。

2.2 核心解决方案：Balanced idle + auto re-enabled 功能

Push-Pull 模式下的 Balanced idle + auto re-enabled 工作方式，专门解决外部异步事件的脉宽跟随问题，核心特性如下：

脉宽自动复制：外部事件触发超前臂 PWM 关断后，其脉宽会自动复制到滞后臂，并输出一个周期，确保跟随一致性；
自动恢复输出：使能 auto re-enabled 后，外部事件消失，下一个定时器周期 PWM 输出会自动恢复，按原设定的最大允许脉宽运行；若不使能，则需通过软件重新使能 TxyOEN 输出。

3. 方案实现：CubeMX 配置步骤（以 Timer A 为例）

基于 G474 Nucleo 开发板，通过 STM32CubeMX 配置高精度定时器，关键配置如下：

3.1 定时器核心模式配置

Push-Pull 模式：启用 “Push-Pull mode enabled”，绑定 CH1（超前臂）和 CH2（滞后臂）通道；
Balanced idle 设置：选择 “Balanced Idle on external Event 6（EEV6）”，由 EEV6 触发超前臂关断进入 idle 模式；
auto re-enabled：勾选 “The Outputs are automatically re-enabled after the balanced idle event”，开启自动恢复功能；
其他基础配置：启用 Preload Enable，Update Gating 设为 “Update by Timer reset/roll-over enabled”，确保配置同步生效。

3.2 输出通道（TA1/TA2）配置

（1）TA1（超前臂，CH1）配置

极性：Output is active HIGH；
Set Source：Timer period event（周期事件触发输出有效）；
Reset Source：Timer compare 1 event（CMP1 事件限制最大允许脉宽）；
Idle/Fault Level：Output at inactive level（idle/fault 时输出无效电平）。

（2）TA2（滞后臂，CH2）配置

与 TA1 完全一致，确保无事件时两通道脉宽相同：

极性、Set Source、Reset Source 与 TA1 一致；
Idle/Fault Level 同样设为无效电平，保证对称性。

3.3 关键注意事项

触发事件：需保持 CMP4 为默认值（具体参考芯片用户手册中 Balanced idle 模式的相关描述）；
外部事件绑定：将峰值电流比较信号接入 EEV6 引脚，确保事件触发有效；
最大脉宽限制：由 CMP1 事件设定，避免无峰值电流事件时脉宽超限。

4. 实测效果：波形验证

按上述配置编译下载后，实测波形符合设计要求：

无峰值电流事件（EEV6 未触发）：TA1（超前臂）和 TA2（滞后臂）输出相同的最大允许脉宽；
EEV6 触发（峰值电流事件）：TA1 立即关断，其当前脉宽自动复制到 TA2，TA2 按复制脉宽输出一个周期；
事件消失：下一个定时器周期，TA1 和 TA2 自动恢复最大允许脉宽输出，无需软件干预。

全桥峰值电流控制中，滞后臂 PWM 脉宽跟随的核心是利用 Push-Pull 模式的 Balanced idle + auto re-enabled 功能，解决外部异步事件导致的脉宽不可预知问题。关键要点如下：

模式选型：Push-Pull 模式确保两通道基础脉宽一致，Balanced idle 实现异步事件下的脉宽复制；
配置关键：正确绑定外部触发事件（如 EEV6）、启用 auto re-enabled，保证事件后自动恢复；
应用价值：避免磁偏、提升变换器稳定性，无需复杂软件干预，响应实时性高。

该方案适用于各类全桥变换器峰值电流控制场景（如电源、逆变器），基于 STM32 高精度定时器实现，兼容性强、配置简洁，可直接复用配置参数。