4、PWM生成与配置：ePWM模块详解、PWM频率与死区设置、互补PWM输出

各位，咱们直接切入正题。做数字电源，PWM 就是你的“手”，去控制功率管的开关。ePWM 模块玩不转，后面所有闭环控制都是空中楼阁。这一章，我把 C2000 系列里 ePWM 的核心配置掰开揉碎了讲，重点就是频率怎么算、死区怎么设、互补输出怎么搭。

4.1 ePWM 模块架构速览

先看整体结构，心里有个地图。一个 ePWM 模块通常包含以下几个子模块：

• 时基模块 (TB)：决定 PWM 的周期和计数模式。说白了就是时钟源和计数器。
• 比较模块 (CC)：设定占空比。计数器值和比较值相等时，触发事件。
• 动作限定模块 (AQ)：根据事件（比如计数等于零、等于周期、等于比较值）来决定输出是高电平还是低电平。
• 死区模块 (DB)：插入死区时间，防止上下管直通。这是同步整流的关键。
• 事件触发模块 (ET)：产生中断或启动 ADC 转换的时机。

我个人习惯，拿到一个新项目，第一步就是先把时基和动作限定配好，让 PWM 能正常输出波形，然后再去调死区和触发。

4.2 PWM 频率计算：时基配置

频率怎么算？公式很简单：

PWM频率 = 系统时钟频率 / (分频系数 × 周期寄存器值)

举个例子，系统时钟 100 MHz，你想跑 100 kHz 的开关频率。分频系数设为 1，那么周期寄存器值就是 1000。计数器从 0 数到 999，然后归零，一个周期结束。

这里有个坑，我踩过。周期寄存器是 16 位的，最大值 65535。如果你想要很低的频率，比如 1 kHz，分频系数就得设大一点。否则周期值会溢出。

系统时钟 (MHz)	目标频率 (kHz)	分频系数	周期寄存器值
100	100	1	1000
100	50	1	2000
100	10	10	1000
100	1	100	1000

4.3 占空比与比较值

占空比由比较寄存器 CMPA 或 CMPB 决定。在递增计数模式下：

占空比 = CMPA / 周期寄存器值

比如周期是 1000，CMPA 设为 300，占空比就是 30%。

嗯，这里要注意。CMPA 的值不能大于周期值，否则输出会一直为高或一直为低，那就失控了。我在调试一个 LLC 电源时，就因为软件里一个边界条件没处理好，CMPA 偶尔超过了周期值，结果管子直接烧了。从那以后，我每次更新占空比都会加一个饱和限幅。

4.4 死区设置：同步整流的安全带

死区是同步整流里绝对不能省的东西。上下管切换时，如果同时导通，电源和地直接短路，电流瞬间飙升。

死区模块的工作原理很简单：对上升沿和下降沿分别插入延迟。

• 上升沿延迟 (RED)：输出从低变高时，延迟一段时间再变高。
• 下降沿延迟 (FED)：输出从高变低时，延迟一段时间再变低。

配置死区时，通常用“上升沿延迟 + 下降沿延迟”模式，让两路 PWM 之间产生一个“都关断”的空档。

// 死区配置示例
EPwm1Regs.DBCTL.bit.OUT_MODE = 0x3;   // 使能上升沿和下降沿延迟
EPwm1Regs.DBCTL.bit.POLSEL = 0x2;     // 上升沿延迟作用于 PWMxA，下降沿延迟作用于 PWMxB
EPwm1Regs.DBRED.bit.DBRED = 50;       // 上升沿延迟 50 个时钟周期
EPwm1Regs.DBFED.bit.DBFED = 50;       // 下降沿延迟 50 个时钟周期

死区时间怎么算？

死区时间 = 延迟值 × 时钟周期

如果系统时钟 100 MHz，分频系数 1，时钟周期就是 10 ns。延迟值 50，死区时间就是 500 ns。

4.5 互补 PWM 输出

互补输出，就是两路 PWM 波形相位相反，中间插入死区。这是半桥、全桥、同步 Buck 等拓扑的标准配置。

配置步骤其实就三步：

1. 配置动作限定：让 ePWMxA 和 ePWMxB 各自独立输出。
2. 使能死区模块：选择“上升沿延迟 + 下降沿延迟”模式。
3. 设置极性：通常 ePWMxA 是高有效，ePWMxB 是低有效，这样死区模块会自动生成互补波形。

// 互补 PWM 输出配置示例
// 1. 动作限定：PWMxA 在计数等于零时置高，等于 CMPA 时置低
EPwm1Regs.AQCTLA.bit.ZRO = 0x2;   // 置高
EPwm1Regs.AQCTLA.bit.CAU = 0x1;   // 置低

// 2. 动作限定：PWMxB 在计数等于零时置低，等于 CMPA 时置高
EPwm1Regs.AQCTLB.bit.ZRO = 0x1;   // 置低
EPwm1Regs.AQCTLB.bit.CAU = 0x2;   // 置高

// 3. 死区配置
EPwm1Regs.DBCTL.bit.OUT_MODE = 0x3;
EPwm1Regs.DBCTL.bit.POLSEL = 0x2;
EPwm1Regs.DBRED.bit.DBRED = 50;
EPwm1Regs.DBFED.bit.DBFED = 50;

我曾经在一个项目中，因为极性设置反了，导致上下管同时导通，炸了一个驱动芯片。排查了半天才发现是 POLSEL 位写错了。所以，配置完一定要用示波器看波形，确认死区存在且方向正确。

4.6 实战配置流程

最后，给一个我常用的配置流程，按这个顺序来，基本不会漏东西：

1. 系统时钟配置：确认 ePWM 模块的时钟源和频率。
2. 时基配置：设置分频系数和周期寄存器，确定开关频率。
3. 比较值初始化：设置一个安全的初始占空比，比如 50%。
4. 动作限定配置：定义计数事件对应的输出动作。
5. 死区配置：根据 MOSFET 参数设置死区时间。
6. 输出极性配置：确认互补输出极性正确。
7. 使能输出：最后才打开 PWM 输出。