用dsPIC33E系列dsp做的一個半無橋PFC電路，將會涉及到以下幾個問題：

1）半無橋電路的基本原理

2）Microchip官方提供的smps_control_library算法函數的使用

3）dsp內部40位累加器的小數表示方法

4）dsp中斷時，context寄存器切換

5）C代碼中，一些重要函數的分析

      最近，在Microchip官網上找到了一個AC-DC電源資料，輸入90Vac--264Vac，輸出12V62.5A（750W）。電源前端PFC用了一個半無橋的PFC電路，DC部分用了一個全橋軟開關電路。

      Microchip官網上提供了該電源完整的電路原理圖和PCB板圖，并且附有原代碼，供對數字電源感興趣的工程師研究學習。下圖就是該電源的實機圖。

     雖然，這樣一臺樣機從硬件到軟件的設計都能代表官方的最高水準，但對想進一步學習數字電源的工程師來說卻有一些問題：

1）做數字電源要動手實踐，要弄一臺樣機，沒有渠道，成本也高。

2）原代碼中有一些目前還用不到的功能，如：在線刷新DSP等。這些功能多少會分散對數字電源主要功能的關注。

3）雖然提供原代碼，但并沒有詳細的講解，讀起來非常吃力。

4）代碼不是用MCC生成的，代碼編寫的工作量較大。

      因此，筆者在學習該代碼的過程中，以半無橋PFC為模板，自己重新繪制了PCB板圖，以MCC為基礎，重新編寫了代碼，dsp用的是dsp33ep128gs806。下面把筆者在此過程中的一些經驗與大家分享，如有不對之處，還望指正。

      上面兩圖就是筆者根據官方的版本重新設計的原理圖和PCB板圖。

首先來講講半無橋PFC的工作原理：

圖1

當交流電源Vac處于正半周，Q1導通時，電流按照藍線所示流動，Q1關斷后，電流如紅線所示流動。

圖2

當交流電源處于負半周時，電流的方向如圖所示。

通過上面的工作原理，可以知道，半無橋PFC比傳統的帶整流橋的PFC少了一個整流二極管壓降，因此能提高效率。當交流電源處于正半周時，如果讓Q2始終處于導通狀態時，電流會經過Q2和L2返回到交流電源。當交流電源處于負半周時，Q1始終導通，與正半周時同理。由于Q2（Q1）導通時的壓降小于D4（D3）導通時的壓降，因此還能進一步提升PFC的工作效率。

dsp的資源分配：

AN0（Pin13）：與CMP1A共用。mosfet電流采樣（即電感電流），電感電流過流保護。

AN1（Pin14）：PFC輸出電壓采樣。

AN2（Pin15）：交流相電壓（火線）對地電壓采樣。

AN3（Pin16）：交流相電壓（零線）對地電壓采樣。

CMP2C(Pin17）：PFC輸出電壓，過壓保護比較器。

AN8（Pin27）：輔助電源電壓監控。

DACOUT1（Pin32）：dsp內部變量監控引腳。

RD0，RB5（Pin46、47）：Led燈。

PWM2H、PWM2L（Pin62、63）：mos管柵極PWM控制。

官方的原代碼并不是用MCC生成的。筆者比較喜歡用MCC，因為用MCC生成的代碼錯誤少，編寫工作量小，修改容易。下面開始MCC配置。

ADC1、CMP1、CMP2和PWM，還有TMR2加入。其它外設都是非必要的，可以先不加，用的時候再添加。

在“Pin Module”中，可以自己命名引腳的名稱，一般筆者都會根據引腳的功能重新命名，這樣編寫代碼時，能“一目了然”的明白引腳的用途。

用一個定時器定時點亮LED燈，標示程序是否在正常運行。

注意要用PWM2，選“獨立時基，主控占空比”。并分別設置PWM工作周期：10us，占空比：50%（設50%用于調試，環路閉環后可修改）。“Special Event Trigger Control”用于控制電壓環路的采樣頻率，電壓環路的采樣頻率設為50KHz，所以“Output Postscalar”設為2。

PWM I/O設為冗余輸出，Fault Control的信號源設為CMP2，用于輸出電壓過壓后的快速保護。

“Trigger Control”用于控制電流環路的采樣頻率，電流環路的采樣頻率設為100KHz，所以“Output Divider”設為1。

PFC的控制模式是平均電流型控制。

ADC的設置：mos管的電流采樣用PWM2的主觸發。交流輸入電壓和PFC直流輸出電壓采樣要用PWM模塊的特殊事件觸發。

CMP1用于電感電流的過流保護。但要注意，要把DAC Output打開。因為在調試過程中，我們無法像模擬電源中那樣測試電路中每一個點的波形，有些點的波形根本就是在dsp內部的，因此，可以通過將dsp內部的數據通過DAC輸出，讓調試者觀察dsp內部的工作狀態。

CMP2用于輸出過壓保護。

MCC配置完成。生成代碼。

在生成的代碼“tmr2.c”中添加：

讓LED燈閃亮。將該程序編譯后，燒錄進DSP中，電路板上的LED就應該閃，表明程序已經正常工作了。

在下一節，筆者試著分析一下dsp內部40位累加器的小數表示方式和小數的乘法運算。