本文档与特定于器件的增强型脉宽调制器 (ePWM) 模块参考指南结合使用。本参考指南中描述的 HRPWM 模块是 1 型 HRPWM。有关具有相同类型 HRPWM 模块的所有器件的列表,请参阅 TMS320x28xx、28xxx DSP 外设参考指南 (SPRU566),以确定类型之间的差异,以及类型中特定于器件的差异列表。HRPWM 模块扩展了传统衍生的数字脉宽调制器 (PWM) 的时间分辨率功能。当 PWM 分辨率低于 ~ 9-10 位时,通常使用 HRPWM。HRPWM 的主要特点是: • 扩展的时间分辨率能力 • 用于占空比和相移控制方法 • 使用比较 A 和相位寄存器的扩展进行更精细的时间粒度控制或边缘定位 • 使用 PWM 的 A 信号路径实现,即在 EPWMxA 输出上。• 自检诊断软件模式,检查微边缘定位器 (MEP) 逻辑是否以最佳方式运行 • 通过 PWM A 和 B 通道路径交换在 PWM 的 B 信号路径上实现高分辨率输出 • 通过 A 信号输出的反转在 B 信号输出上实现高分辨率输出 • 在具有 1 型 ePWM 模块的设备上对 ePWMxA 输出启用高分辨率周期控制。请参阅设备特定的数据手册,以确定您的设备是否具有用于高分辨率周期支持的 1 型 ePWM 模块。在此模式下,ePWMxB 输出将具有 +/- 1-2 个周期的抖动。 

ePWM外设用于执行在物理上等同于数模转换器 (DAC) 的功能。如图4-1所示,常规生成的PWM的有效分辨率是PWMfrequency(orperiod)和systemclockfrequency的函数。 

如果所需的 PWMoperatingfrequency在 PWM 模式下没有提供足够的分辨率,您可能需要考虑 HRPWM.HRPWM 提供的改进性能示例,显示各种 PWM频率的分辨率(以位为单位)。这些值假设 MEP步长为 180ps.请参阅设备特定数据表以了解 MEP 的典型和最大性能规格。 

 尽管每个应用可能不同,但典型的低频PWM作(低于250kHz)可能不需要HRPWM.HRPWM功能对于电源转换拓扑的高频PWM要求最有用,例如: • 单相降压、升压和反激 • 多相降压、升压和反激 • 移相全桥 • D类功率放大器的直接调制

HRPWM 基于微型边缘定位器 (MEP) 技术。MEP logic 能够通过对传统 PWM 发生器的一个粗略 system clock 进行细分来非常精细地定位边沿。时间步精度约为 150 ps。有关特定器件上的典型 MEP 步长,请参阅特定于器件的数据表。HRPWM 还具有自检软件诊断模式,以检查 MEP 逻辑在所有工作条件下是否以最佳状态运行。有关软件诊断和功能的详细信息,请参见 Section 4.2.4。图 4-2 显示了一个粗调系统时钟和边沿位置之间以 MEP 步长表示的关系,MEP 步长通过 Compare A 扩展寄存器 (CMPAHR) 中的 8 位字段进行控制。 

要生成 HRPWM 波形,请配置 TBM、CCM 和 AQM 寄存器,就像生成给定频率和极性的常规 PWM 一样。HRPWM 与 TBM、CCM 和 AQM 寄存器一起工作以扩展边缘分辨率,应进行相应的配置。尽管许多编程组合是可能的,但只有少数是需要的并且是实用的。这些方法在 Section 4.2.5 中描述。本文档中讨论但未找到的寄存器可在器件特定的增强型脉宽调制器 (ePWM) 模块参考指南中找到。HRPWM作使用以下寄存器进行控制和监控:HRPWM 的 MEP 由三个扩展寄存器控制,每个寄存器宽 8 位。这些 HRPWM 寄存器与用于控制 PWM作的 16 位 TBPHS、TBPRD 和 CMPA 寄存器连接。• TBPHSHR-Time Base Phase 高分辨率寄存器 • CMPAHR-Counter 比较高分辨率寄存器 • TBPRDHR-Time Base Period 高分辨率寄存器。(在某些设备上可用)答:这些寄存器是镜像的,可以在两个不同的内存位置写入(镜像寄存器有一个 “M” 后缀(即 CMPA mirror = CMPAM)。读取高分辨率 mirror registers 将导致不确定的值。B TBPRDHRandTBPRD可能写入为仅在镜像地址处的 32 位值 并非所有设备都可以有 TBPRD 和 TBPRDHR 寄存器。有关更多信息,请参阅特定于器件的数据表HRPWM功能使用通道 A PWM 信号路径进行控制。通过正确配置 HRCNFG 寄存器,可以在通道 B 信号路径上获得 HRPWM 支持。图 4-4 显示了 HRPWM 如何与 8 位扩展寄存器接口。

 

一旦 ePWM 配置为提供给定频率和极性的常规 PWM,HRPWM就会通过对位于偏移地址 20h 的 HRCNFG 寄存器进行编程来配置。该寄存器提供以下配置选项:边沿模式 — MEP 可以编程为同时在上升沿 (RE)、下降沿 (FE) 或两个边沿 (BE) 上提供精确的位置控制。FE 和 RE 用于需要占空比控制(CMPA 高分辨率控制)的功率拓扑,而 BE 用于需要相移的拓扑,例如相移全桥(TBPHS 或 TBPRD 高分辨率控制)。控制模式 — MEP 被编程为从 CMPAHR 寄存器(占空比控制)或 TBPHSHR 寄存器(相位控制)进行控制。RE 或 FE 控制模式应与 CMPAHR 寄存器一起使用。BE 控制模式应与 TBPHSHR 寄存器一起使用。当 MEP 由 TBPRDHR 寄存器(周期控制)控制时,占空比和相位也可以通过它们各自的高分辨率寄存器进行控制。Shadow Mode (阴影模式) — 此模式提供与常规 PWM 模式相同的阴影(双缓冲)选项。此选项仅在从 CMPAHR 和 TBPRDHR 寄存器作时有效,应选择与 CMPA 寄存器的常规加载选项相同。如果使用 TBPHSHR,则此选项无效。高分辨率 B 信号控制 — ePWM 通道的 B 信号路径可以通过交换 A 和 B 输出(高分辨率信号将出现在 ePWMxB 而不是 ePWMxA 上)或通过在 ePWMxB 引脚上输出高分辨率 ePWMxA 信号的反相版本来生成高分辨率输出。自动转换模式 — 此模式仅与比例因子优化软件结合使用。对于 1 型 HRPWM 模块,如果启用了自动转换,则 CMPAHR = fraction(PWMduty*PWMperiod)<<8。比例因子优化软件将在后台代码中计算 MEP 比例因子,并使用计算出的每个粗略步骤的 MEP 步骤数自动更新 HRMSTEP 寄存器。然后,MEP 校准模块将使用 HRMSTEP 和 CMPAHR 寄存器中的值自动计算由分数占空比表示的适当 MEP 步数,并相应地移动高分辨率 ePWM 信号边沿。如果禁用自动转换,则 CMPAHR 寄存器的行为类似于类型 0HRPWM模块和 CMPAHR = (分数(PWMduty * PWMperiod) * MEP 比例因子 + 0.5)<<8)。在此模式下,所有这些计算都需要由用户代码执行,并且 HRMSTEP 寄存器将被忽略。高分辨率周期的自动转换与高分辨率占空比的自动转换具有相同的行为。必须始终为高分辨率周期模式启用自动转换。 MEP logic 能够在 255 个 (8 位) 离散时间步长之一中放置边沿(有关典型的 MEP 步长,请参阅特定于器件的数据表)。MEP 与 TBM 和 CCM 寄存器配合使用,以确保时间步长得到最佳应用,并在较宽的 PWM 频率、系统时钟频率和其他工作条件下保持边缘放置精度。表 4-3 显示了 HRPWM 支持的典型工作频率范围。

(1) (2) (3) (4) (5) 系统频率 = SYSCLKOUT,即 CPU 时钟。TBCLK = SYSCLKOUT。基于 180 ps 的 MEP 时间分辨率的表数据(这是一个示例值。有关MEP限制,请参阅器件特定的数据表)应用的MEP步数 = 本例中为TSYSCLKOUT/180 ps。PWM最小频率基于最大周期值,即 TBPRD = 65535。PWM 模式是非对称的递增计数。以位为单位的分辨率是针对所述的最大 PWM 频率给出的。

4.2.3.1 边缘定位 在典型的电源控制回路(例如,开关模式、数字电机控制 [DMC]、不间断电源 [UPS])中,数字控制器(PID、2pole/2zero、滞后/超前等)发出占空比命令,通常以每单位或百分比表示。假设对于特定工作点,要求的占空比为 0.405 或 40.5% 的时间,所需的转换器 PWM 频率为 1.25 MHz。在系统时钟为 60 MHz 的传统 PWM 生成中,占空比选择在 40.5% 附近。在图 4-6 中,19 个计数的比较值(即占空比 = 39.6%)是最接近 40.5% 的。这相当于 316.7 ns 的边沿位置,而不是所需的 324 ns。此数据如表 4-4 所示。通过使用 MEP,您可以获得更接近所需点 324 ns 的边缘位置。表 4-4 显示,除了 CMPA 之外,MEP (CMPAHR 寄存器) 的 44 个步骤将边沿定位在 323.92 ns,因此误差几乎为零。在此示例中,假设 MEP 的步长分辨率为 180 ps。 

 

 

 

 

 

 

 

 

 所示的示例代码由两个主要部分组成: • 初始化代码(执行一次) • 运行时代码(通常在 ISR 中执行)此示例假定一个典型的 MEP_SP,并且不使用 SFO 库。示例 4-4 显示了 Initialization 代码。第一部分配置为传统 PWM。第二部分设置 HRPWM 资源。

 

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