使用 STM32F30x/31x PWM 刹车特性进行电机控制和数字电源转换功率因数校正

[复制链接]

STMCU小助手发布时间：2022-7-17 19:09

文章
文章封面:
文章简介:	使用 STM32F30x/31x PWM 刹车特性进行电机控制和数字电源转换功率因数校正

前言
本文旨在说明 STM32F30x/31x 定时器刹车特性，并显示其如何与其它 STM32F3 内部资源共同使用，在电机驱动、数字电源转换等应用（照明、开关电源、感应加热）中实现过流和过压保护。
本应用笔记：
• 提供了定时器刹车特性概述，
• 详细说明了定时器刹车输入如何连至不同的刹车源，
• 列举了不同的刹车事件源，
• 提供了 PWM 输出信号响应刹车事件的一些范例。刹车事件来自内部源、外部源或内部及外部刹车信号的组合，
• 显示了如何使用定时器刹车特性和其它内置外设（如比较器、 DAC 等）实现过流和过压保护。
本文并不能代替 STM32F30x/STM32F31x 参考手册（RM0316），但应将它看做一个补充材料

(Y[WV)NH(FS$VL1C~1L3J50.png

1 刹车功能概述
刹车功能可用于 TIM1、TIM8、TIM15、TIM16 和 TIM17 定时器中。这些定时器可生成带有死区时间插入的互补 PWM 信号，用于驱动半桥拓扑中的功率器件。
刹车功能的目的是保护由这些定时器生成的 PWM 信号所驱动的功率器件。当被故障触发时，刹车电路会关闭 PWM 输出，并将其强制设为预定义的安全状态。
TIM1/8 有三个刹车输入（BRK、 BRK_ACTH、 BRK2）， TIM15/16/17 有两个刹车输入（BRK 和 BRK_ACTH）。
在死区时间插入之后， BRK 输入可禁止 PWM 输出（无效状态）或将其强制为预定义的安全状态（有效或无效），这就防止了击穿半桥。 BRK2 仅能禁用 PWM 输出（无效状态）。
BRK 优先级高于 BRK2。当两个保护都被触发时，与 BRK 电路相关的预定义安全状态会覆盖与 BRK2 输入相关的无效状态。
典型情况下，永磁 3 相无刷电机驱动将使用如下的保护：
• BRK2 输入作为过流保护，从驱动级打开 6 个开关
• BRK 输入作为过压保护，覆盖过流，关闭 3 个下桥臂开关，以防止发电电流增大母线电压，超过电容耐压值。
例如，对于双电机驱动，比较器 1、 2、 3 可用于电机 1 三相的过流监测（TIM1 的 BRK2 输入）。比较器 4、 5、 6 可用于电机 2 三相的过流监测（TIM8 的 BRK2 输入），比较器 7 用于过压监测（驱动 TIM1 和 TIM8 的 BRK 输入）。
BRK_ACTH 输入仅连至内部信号，如 CSS、 PVD 输出等。
有关详细信息，请参见第 2 章节 : 刹车的实现。

2 刹车的实现
2.1 TIM1/8 刹车实现
TIM1 和 TIM8 有三个刹车输入：
• BRK
• BRK_ACTH
• BRK2
图 1 显示了 TIM1 和 TIM8 的刹车特性实现。

M9@Q(]XUTHP9GX2$XQNAE4M.png

BRK
若已配置，则 BRK 上的输入信号为 BKIN 引脚上输入信号和所用比较器（4 或 7）输出的逻辑或。
若禁用了 BKIN 复用功能，则刹车信号为比较器（4 或 7）的输出。
当使用 BRK 时，极性选择和滤波特性可用。

BRK_ACTH
此输入仅收集内部信号，它可连至比较器（1、 2、 3、 5、 6）输出、 CSS、 PVD 输出、SRAM 奇偶校验错误和 Hardfault。当使用此输入时，极性选择和滤波特性不可用。它始终为高电平有效。使用与 BRK 相同的位启用 BRK_ACTH （TIMx_BDTR 中的 BKE， x=1， 8）。
当使用 BRK_ACTH 作为刹车输入时，极性必须配置为高。否则，不管内部源的刹车信号如何，都不会有 PWM 生成。
若存在多个刹车输入源，则实际输入信号为所有输入信号的或。
在特殊情况下，若内部刹车输入信号连至 BRK_ACTH，外部输入信号通过 BKIN 引脚（启用了 BKIN 复用功能），则实际刹车输入信号为 BKIN 信号和外部刹车信号的或。

BRK2
仅有比较器的输出才可内部连至 BRK2。 CSS 和 PVD 等其它输出不可内部连至 BRK2。
BRK2 上的输入信号为 BKIN2 引脚上输入信号和所选比较器输出（COMP1、2、3、4、5、 6、 7）的逻辑或。若禁用了 BKIN2 复用功能（未使用输入），则实际刹车信号仅与比较器有关。
当使用 BRK2 时，极性选择和滤波特性可用。

完整版请查看：附件