开关电源-PWM外设简介及MCC配置

当前中小功率电源还是模拟控制为主，但是随着数字化的发展，主控MCU性价比越来越高，电源控制的数字化是今后的趋势。很多工程师觉得电源的数字化控制高大上，模拟控制都还没弄的明白，就进入数字化觉得比较困难。其实电源的数字化并没有那么遥不可及，大家可以参考本人写的专题《基于MCHP 16bit dspic33系列全数字控制同步Buck入门》系列文章，其实非常的容易。数字化的核心就是将模拟连续信号离散化，通过ADC外设完成模拟信号的采样，然后在MCU内部全部完成环路的控制，并实时的更新PWM外设去控制主功率拓扑的能量转换，区别在于模拟控制在s域，数字控制在z域。

要想实现一个最基本的功率拓扑，两大外设必不可少，一个是PWM外设，一个是ADC模块。PWM外设完成对占空比/周期/移相等调制波的变换，ADC模块完成外部模拟信号（电压/电流等）的采样并转换。因为本专题主要是实现方式，所以不涉及ADC模块，讲重点介绍PWM实现功率拓扑的方式。

本专题主要采用MCC（MPLAB Code Configuration ）实现，下面将进行PWM外设工作最基本的配置介绍，后续章节的PWM实现均在这个基础上进行。

Microchip最新一代的dsPIC33C系列专门用于电源和电机的控制，单核c系列多达8对HRPWM，双核CH系列有（8+4）对HRPWM，高精度模式下分辨率达到了250ps，每个PGx模块下有4个PCI模块（PWM Control Input），使得PWM非常的灵活方便实现各种功率拓扑控制方式以及保护功能。

下面介绍PWM模块MCC配置方法及如何使用。

1.系统时钟的配置（System Clock Selection）

一般如果外部使用8MHz晶振，选择Primary Oscillator模式。

时钟设置

主振荡器和内部FRC振荡器源可选择使用片上PLL（主内核锁相环）来获取更高的工作速度，比如主频100MIPS(每两个时钟周期执行一条指令，故时钟频率为200MHz)。

PLL

dsPIC33C器件系列为每个内核实现了一个附属PLL模块。附属PLL模块用来生成独立于系统时钟的各种外设时钟源，比如给PWM模块提供500MHz时钟源就是来自于此。如下：

APLL

至此时钟配置完毕。

2.配置仿真口，取决于你自己的选择（PGD1/PGD2/PGD3），在这里我选择PGD2仿真口。

PGC和PGD

3.配置PWM外设

PWM Clock Setting

如果要使能高精度模式，必须选择500MHz时钟源，否则下面的高精度模式无法选择。

APLLO选择

Select Required PWM Generators有PG1~PG8供选择（根据不同型号PGx数量不一致），可以根据自己需要进行配置。

PWM Master Settings

PWM工作模式选择

1.PWM工作模式

PWM模块支持多种PWM模式，适用于电机控制和电源设计，主要支持以下PWM模式：

 

PWM工作模式

2.PWM输出模式

每个PWM发生器都可以编程为三种输出模式之一，以控制PWMxH和PWMxL引脚的行为。输出模式选择与PWM模式无关。输出模式包括：

PWM输出模式

PWM Freqence Settings

工作频率/占空比/相移可以根据自己选择，因为每个PG模块都是一个单独的个体，所以可以有自己的工作频率/占空比/相移，可以选择Use Master Period/Duty Cycle让不同个PG模块使用同一个参数。

Trigger Control Settings

PWM发生器操做基于触发信号。PWM发生器必须接收到周期开始（SOC）触发信号才能产生各个PWM周期。触发信号可以在PWM发生器外部产生，PWM发生器也可以自触发。当PWM发生器到达PWM周期末尾时，它会产生一个周期结束（End-of-Cycle, EOC）触发信号，该触发信号可供其他PWM发生器使用。

SOC（Start-of-Cycle） trigger sources有下面一些：

Local SOC

Othet's PG's ECO

Other PG's Trigger

Comparator

CLC

I/O Pins

Software trigger

PCI Sync(Always OR'd with other SOC signal)

Start of cycle trigger 选项要注意:PG1-PG8分为两组，PG1-PG4之间相互触发同步，PG5-PG8之间相互触发同步，也就是说PG1不能作为PG5-PG8的触发源。但是可以通过PCI模块进行每个PG模块之间的同步。

ADC Trigger

ADC 触发

Dead Time and Override Settings

在互补输出模式下的死区时间设置，PWM H/L Overirde为软件改写。

Data Update Settings

为进行数据寄存器更新，PWM周期长度可变。PWM周期可包含一个、两个或四个定时器周期，具体取决于PWM工作模式和所选输出模式。请求SOC更新后，PWM数据寄存器可在下一个、下两个或四个定时器周期进行更新（由PWM工作模式和输出模式决定，详见FRM）。下表总结了每次SOC更新之间相隔的定时器周期数与PWM发生器工作模式和输出模式之间的关系。

更多的功能配置请参考数据手册在寄存器页进行配置。

上管导通，下管G极有尖峰，这种误导通的问题一般是由米勒电容充电引起的，参考下图。

如：下管已关断，这时上管开通，桥臂中点电压从0变成Vin，这时候，下管的Cgd是被充电的，充电电流流经驱动回路的驱动电阻，造成电压尖峰，从而引起误导通。
解决方法：减小驱动电阻，或者驱动电压加负压。