談及電動汽車，就離不開PWM波（Pulse Width Modulation）。作為汽車動力域/電源域的核心，如何輸出穩定、高質量的PWM波一直是行業關注的重點。而博世的GTM作為市場上競爭力最強的IP之一，提供了豐富且多樣的PWM輸出功能，為國內外多家車規級半導體公司和OEM廠商提供了先進的解決方案。

本文將圍繞博世最新一代GTM IP，介紹其在電動汽車領域PWM波生成的應用。

01基礎PWM波和PCM波生成

GTM支持通過 TOM、ATOM 和 TIO 模式生成PWM波，并可控制占空比、周期以及極性，滿足多種應用需求。

GTM可以生成多種類型的PWM波：

邊緣對齊PWM波

其中包含了左對齊即PWM 的上升沿與周期的開始對齊，以及右對齊即PWM 的下降沿與周期的結束對齊。通過正確配置后能夠得到如下圖所示左對齊PWM波以及右對齊PWM波。

中央對齊PWM波

即PWM 的上升沿和下降沿到周期中心的距離相同。通過正確配置后能夠得到如下圖所示為初始電平（極性）為高的中央對齊PWM波示例。

周期邊界內的移位 PWM波

下圖所示為使用右移位示例，其中右移： ATOM_OUT(0)表示標準 PWM，ATOM_OUT(1)表示移位 PWM。

對于PCM（Pulse Count Modulation）波的生成，可以使用TOM和ATOM模塊進行實現。如下圖所示，通過精確計數生成指定數量的脈沖序列，PCM波在這段時間內周期均勻分布，而且其占空比總和為其相對應的PWM波的一個占空比總和。如下圖所示例為不同占空比的 PWM波和其對應的PCM波。

02高分辨率 PWM波生成

GTM支持生成高精度的PWM波。GTM可以使用TOM和ATOM根據Cluster的時鐘頻率將PWM波生成的分辨率最高提高32倍，非常適合充電等需要精確控制電壓或電流的應用場景。例如ATOM模塊在200 MHz 的Cluster時鐘上運行，此時可以將每個計數器刻度的分辨率分為5 ns，其中再分為32個微步長即5 ns/32= 0.156 ns。最終能夠獲得最小的一個邊沿的分辨率為 0.156 ns，從而得到高精度分辨率的PWM波。

03PWM生成的特別場景

GTM支持生成在整個周期內保持恒定的信號電平的PWM波。如下圖所示分別為0%和100%占空比的輸出，并且可以自由切換。

04多通道同步的PWM波

GTM支持生成多通道同步輸出的PWM波。對于許多應用，例如電機控制，必須同步多個PWM輸出。在這種情況下，GTM能夠實現最多可在一個模塊內同步輸出16個PWM，并且在一個Cluster內同步輸出36 個PWM波（TOM模塊16個通道，ATOM模塊8個通道，TIO (default) 模塊8個通道）。如下圖所示。

05使用DTM實現帶死區時間的PWM波

GTM支持使用DTM模塊產生帶死區時間（deadtime）的PWM波。這種方式能夠將延遲邊緣進行延長/縮短，或者屏蔽脈沖。利用死區時間能夠避免短路風險。

06使用DTM實現PWM波快速關斷功能

GTM支持使用DTM模塊實現快速關斷（fast shutoff）功能。根據所選事件將DTM模塊的輸出設置為指定電平，能夠在緊急情況或者是應用中檢測到錯誤時確保輸出立即切換到安全狀態。

以上這些功能可以根據用戶實際需求來進行組合實現。例如，支持實現帶多通道同步和支持死區時間的高分辨率PWM波輸出。這些功能都能夠極大的支撐GTM在如今的電動汽車中的應用，現如今已經廣泛的應用于電動汽車的電源轉換控制/電機控制/逆變器控制等領域。