一.硬體平台
SR5E1-EVBE700P評估板支持STMicroelectronics SR5E1xE7微控制器，帶有LQFP 24x24 176L EXPOSED PAD DOWN封裝。評估板是一個獨立的單元，允許訪問CPU、I/O引腳以及任何板外圍設備。評估板適用於工作檯/實驗室，並使用常溫指定組件進行設計。
有關Stellar-E1 MCU EVM的更多詳細信息，請參閱“UM2968，SR5E-EBE7000P評估板用戶手冊”。
二.應用場景
硬開關全橋（HSFB）變換器是電動汽車中除了將高壓電池降壓到低壓電池之外，還提供隔離的常用拓撲之一。
功率級控制方案簡述：
•峰值電流控制模式調製PWM寬度
•Q1/2 PWM占空比分別由正/負半周的電感器峰值電流匹配事件控制
•模擬比較器（COMP）捕獲峰值電流匹配事件，並通過數字電壓迴路設置COMP參考值
•模擬比較器需要添加到參考的斜率補償，以抑制次諧波振盪
•將數字電流參考轉換為COMP模擬參考所需的數模轉換器（DAC）
•PWM啟動時可使用消隱窗口，以防止二極體恢復電流觸發故障峰值電流事件
•Q1和Q4、Q2和Q3與死區時間互補，以實現輸出二極體SR控制。
三.應用的結構及優點
本節重點介紹HRTIM、模擬比較器、DAC外圍設備：
•模擬比較器
•DAC和鋸齒波參考生成
•事件消隱模式
•定時器本身或外部事件的輸出設置/重置（COMP輸出）
•HRTIM、COMP、DAC之間的硬體相關性
在這個解決方案中，DAC用於將數字電壓環路電流參考轉換為COMP的模擬參考。雙觸發器來自HRTIM，支持DAC生成鋸齒參考。當一次峰值電流與DAC的比較器參考設置匹配時，集成模擬比較器發出事件。COMP輸出配置為外部事件，並發送至HRTIM以重置PWM。HRTIM調節此事件並對PWM進行調製。
HRTIM_Tx1/2，x=A，B輸出，由硬體配置為補碼PWM和死區時間插入。
解決方案對系統的好處：
•無需變壓器隔離阻塞電容器，節省BOM成本，節省PCB尺寸
•硬體電流環路調製和非CPU負載
•自動逐周期限流，通量平衡，利用更強大的系統。
•用於快速輸入線路調節響應的固有輸入電壓反饋
•高帶寬和相位裕度，因為受控對象減少為一階系統
四.HRTIM, ADC, DAC, COMP配置
HRTIM定時器計數器和輸出配置摘要如下表所示，簡要說明：
•定時器A/B計數器作為主控復位的輸出定時器。PER並與主計時器同步。
•Master.PER、Master.CMP1重置定時器C/E計數器。定時器C/E是定時器A/B的兩倍頻率，每個PWM周期產生兩個消隱窗口，分別為正半周期和負半周期。
•TimerE.CMP2和計數器復位用作DAC雙觸發器，以生成鋸齒參考。
•輸出設置/重置事件可能來自定時器本身，也可能來自HRTIM設置/重置交叉開關的其他定時器，如master。PER設置HRTIM_TA1輸出並重置HRTIM_TB1。
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Source |
Master timer |
TimerA |
TimerB |
TimerC |
TimerE |
COMP | ||||||
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CMP1 |
Period |
CMP1 |
CMP1 |
PRD |
CMP1 |
CMP1 |
CMP2 |
Reset |
EEV6_TC_CMP1 |
EEV6_TE_CMP1 | ||
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Destination |
Comparator event blank window |
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√ |
√ |
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TimerA counter reset |
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√ |
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TimerB counter reset |
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√ |
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TimerC counter reset |
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√ |
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TimerE counter reset |
√ |
√ |
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TA1 output set(√)/reset(△) |
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√ |
△ |
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△ |
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TB1 output set(√)/reset(△) |
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△ |
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√ |
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△ | |
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DAC reset trigger |
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√ |
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DAC step trigger |
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√ |
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•定時器A/B計數器作為主控復位的輸出定時器。PER並與主計時器同步。
•Master.PER、Master.CMP1重置定時器C/E計數器，使定時器C/E頻率為定時器A/B的兩倍。
•當一次峰值電流與DAC的比較器參考設置匹配時，集成模擬比較器會發出事件。
•DAC將電壓迴路輸出數字電流參考轉換為COMP的模擬參考，雙DAC觸發器配置為生成鋸齒參考作為斜坡補償，以減少峰值電流模式控制中的亞諧波振盪。
•定時器E CMP2和計數器復位配置為DAC雙觸發，以生成鋸齒參考，即斜率補償，以消除控制迴路的次諧波振盪。
•定時器E計數器復位和TE.CMP2分別定義為DAC復位觸發器和DAC步進觸發器。DAC復位觸發復位DAC，使鋸齒參考與PWM半周期同步。TE.CMP2步進觸發器生成增量DAC值更改請求。一旦compare2匹配發生，定時器E的活動比較值就會自動更新。
•比較器輸出配置為外部事件，並發送至HRTIM以重置PWM。
•定時器C/E是定時器A/B的兩倍頻率，用於區分正半周期和負半周期，並分別為正半周期產生兩個消隱窗口。
•消隱窗口內的比較器事件被丟棄，並且從定時器C/E計數器零到CMP1定義的消隱窗口匹配，以防止PWM啟動時二極體恢復觸發故障外部事件。EEV_Tx_CMP1（x=C，E）是通過從定時器C，E計數器從零到CMP1定義的消隱窗口過濾的比較器事件。分別分配給重置HRTIM_TA1/TB1輸出的過濾事件。
•在比較器事件EEV_Tx_CMP1丟失的情況下，TA.CMP1配置為重置HRTIM_TA1輸出以完成當前PWM周期。HRTIM_TB1輸出復位的Master.PER。這種機制被稱為超時保護。
五.EVM hardware setup as below table:
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scope |
SR5E1 function name |
MCU Pin name |
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ch0 |
HRTIM1_TA1 |
PE4 |
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ch1 |
HRTIM1_TA2 |
PE3 |
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ch2 |
HRTIM1_TB1 |
PE2 |
|
ch3 |
HRTIM1_TB2 |
PE1 |
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ch5 |
COMP2_OUT |
PD11 |
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ch6 |
HRTIM1_TE2 |
PD10 |
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ch7 |
HRTIM1_TF1 |
PD8 |
CH0,1 = TA1,2; CH2,3 = TB1,2; CH5 = COMP2_OUT, it is input source of EEV6,rising edge active
CH6 = TE2 set by Master PER, reset by blanking time, indicates blanking time for monitoring purpose
CH7 = TF1 set by Master PER, reset by PER/2, for monitoring purpose
- CH0(TA1) set by Master PER dead time inserted eg.500ns(with dead-time), reset by eev6 (CH5 rising edge detected at B1).
- CH2(TB1) set by CMP1 = PER/2 dead time inserted eg.500ns (with dead-time), reset by eev6 (CH5 rising edge detected at B2)
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