本文介紹dsPIC33C系列MCU高速模擬比較器外設的斜率生成模式，該模式可用于數字電源的峰值電流控制。同時dsPIC33C系列MCU最多帶有6個DAC的高速模擬比較器（如dsPIC33CK512MP608），所以最多可實現如6相交錯同步buck電路的峰值電流模式控制。

1. 原理介紹

dsPIC33C系列MCU內置的高速模擬比較器模塊框圖如圖1所示，包括高速比較器（典型延時15ns），DAC和斜率補償單元。斜率補償單元提供了可用于更改DAC輸出的用戶自定義斜率，在峰值電流模式控制等需要斜坡補償維持電源穩定性的應用中，此功能非常有用。同時比較器的輸出可通過脈沖延展器和數字濾波模塊處理，從而防止比較器響應意外快速瞬變信號。

圖 1 - 高速模擬比較器模塊框圖

為了規避峰值電流模式控制下占空比大于50%時的次諧波震蕩問題，我們一起看下如何基于內置的高速模擬比較器為峰值電流模式控制電源提供斜坡補償功能，這將使傳統的模擬電源下的峰值電流控制同樣可以在數字電源主控dsPIC33C系列MCU上實現。

圖 2 - 斜率生成模式DAC輸出波形

斜率生成模式DAC輸出波形見圖2，斜坡部分就是圖2中斜率開始處到比較器跳變處這一區間，比較器的跳變也就代表著峰值電流模式控制中電感電流反饋值大于該斜坡DAC的值導致比較器輸出翻轉。

斜率生成操作的啟動由SLPSTRT<3:0>（SLPxCONL<3:0>）位控制，根據SLPSTRT<3:0>的值，選定的PWM觸發信號將用于啟動斜率生成操作。對于斜率的終止，有兩個停止信號，只要有一個置位有效斜率生成操作將終止。6個控制寄存器位SLPSTOPA<3:0>（SLPxCONL<11:8>）和SLPSTOPB<3:0>（SLPxCONL<7:4>）用于選擇終止斜率生成操作的控制信號。停止信號進行邏輯或運算，以便在發生其中一個觸發事件時終止斜率。在大多數的電源應用中，SLPSTOPA<3:0>可配置為在PWM周期結束時終止斜率，而SLPSTOPB<3:0>可配置為當電流達到正?；蚬收蠗l件下的限值時觸發，圖2中的波形便是通過電流達到正?；蚬收蠗l件下的限值時觸發的示例。

圖2中還有切換模式和穩態模式，這一部分處在兩個斜坡中間，持續時間依賴于DAC操作的時鐘源、TMODTIME<9:0>和SSTIME<9:0>位。切換模式的持續時間由TMODTIME<9:0>位（DACCTRL2L<9:0>）指定，在此期間盡可能地響應新的數據值，使的DAC的值從上次斜坡的終點快速回歸到斜坡開始處的初始值。在切換模式后會立即進入穩態模式，時間由SSTIME<9:0>位決定。在穩態模式結束時，DAC值穩定在新值，準備好生成下一周期的斜率。SLPSTRT<3:0>信號觸發斜率生成過程，斜率隨SLPxDAT寄存器中指定的速率而變化。

2. 舉例說明

通過如下Python代碼可以方便計算出SSTIME<9:0>=88。

T_SS = 350*10**(-9);
F_DAC = 500*10**(6);          # DAC時鐘源頻率，一般選擇500MHz的輔助時鐘

SSTIME = T_SS*F_DAC/2 + 0.5;

print("SSTIME = ", int(SSTIME))

3)斜坡斜率SLPxDAT取值

Slope_Start_Delay = 0.2;      # 斜坡開始相對于PWM周期起始SOC時刻延遲
Slope_Stop_Delay = 0.95;      # 斜波結束相對于PWM周期起始SOC時刻延遲

PWM_Out_Frquency = 200*10**3;         # PWM開關頻率
PWM_Out_Period = 1/PWM_Out_Frquency;  # PWM周期
PWM_Resolution = 250*10**(-12)        # PWM這里開啟高精度模式
PWM_Period = int(PWM_Out_Period/PWM_Resolution - 1);     # PWM周期計數值

PWM_Trigger_1 = int (Slope_Start_Delay * PWM_Period + 0.5);
PWM_Trigger_2 = int (Slope_Stop_Delay * PWM_Period + 0.5);

print("PWM_Trigger_1 = ", PWM_Trigger_1, "PWM_Trigger_2 = ", PWM_Trigger_2)

2. 開發與驗證

2.1 開發環境說明

2.1.1 軟件開發環境

相關軟件開發版本情況說明如下。

2.2 軟件工程創建

2.3 實驗驗證

編譯工程并燒錄到好奇開發板的dsPIC33CK256MP508，測量DAC輸出管教RA3波形，可得斜坡如下圖所示，穩態時為3V（DAC1DATH寄存器值），然后在3V的基礎上以100mv/us的斜率（SLP1DAT寄存器值）下降。

圖 4 - 實驗斜坡波形