在上一篇文章中，笔者以buck电路为例，讲述了数字电源内部的控制环路、采样环节是如何数字化的，以及经典的PID算法是如何让电源稳定的。在本文中，将介绍开发板另一部分的Boost升压电路是如何配置外设寄存器的。
现在开始。
主电路如下，是最传统的电路形式
在上一篇文章中的附件里有开发板完整的原理图。先要说明一下，为了能使初学者更容易明白代码的结构体系和功能，笔者将上文中的buck电路的程序和本文中的boost电路的程序完全分开，即不能在以前buck程序的基础上添加boost的程序代码，否则boost电路工作不正常。代码分开的好处就是让初学者关注数字电源本身的功能实现，至于两套电路代码融合的问题并不是本文关心的重点。
我们开始编写boost升压电路程序代码。
同样在MPLAB X IDE中新建一个工程文件。注意是“新建”，不能用上文中的Buck电路的代码。然后打开MCC。
1）配置系统时钟
系统时钟为60MHz，PWM时钟为240MHz。
2）数字PWM发生器
因为是用PWM2发生器控制Boost主开关管，所以要配置PWM2的寄存器，PWM1用缺省值。
使能PWM总开关“Enable PWM”，然后将PWM的开关周期定为10us（100KHz），最大占空比设为60%（这是数字PWM的一大特点，最大占空比是可以设置的，模拟芯片几乎不可能实现这一功能）。其中“Primary Duty Cycle”寄存器设置最大占空比，“Primaty Phase Shift”寄存器确定开关周期。计算公式如下：
这里240，是在系统时钟里设置的PWM工作时钟240MHz，8是公式的常数，10是需要的PWM开关周期10us的意思。19192的十六进制数就是0x4AF8。同理可以算出对应60%占空比的“Primary Duty Cycle”寄存器值为0x2D00。但是计算公式稍有不同。
接下来
“1”与buck电路有所不同，boost只是用“PWM2L”控制主开关MOS管，所以把“PWM2H”关掉。“2”PWM的输出形式选择“冗余输出”模式。“3”限流比较器是“CMP1”，“4”发生限流时，“PWM2L PWM2H”都处于关断状态。“5”表示每个PWM周期要触发一次ADC的采样，采样频率越快，控制环路的带宽上限越宽。“6”是死区时间，不同于同步降压BUCK电路，boost电路不存在两mos管直通的问题。所以死区是0。数字PWM配置完成。
3）ADC配置
和同步buck电路中的ADC配置相似，但是我们将ADC的采样时间更改为100ns，也可以使电路稳定。至于有何种影响，会在后面文章中涉及。注意，boost输出电压的ADC采样用的是AN3通道。并将中断使能勾选，触发源选“PWM2 Primary Trigger”。其它的中断都应该禁止。
4）限流比较器
上文buck电路用的是CMP2，boost要用CMP1，即内部比较器1，查看电路图可以确认。
比较器输入源是“CMP1B”，完成比较器1的配置。
5）控制环路的算法
自动生成代码后，还是在“adc1.c”文件中添加PID算法代码。先声明变量
输出电压：
将上面的代码添加至
回调函数中。在AN3中断的回调函数中，笔者还加入了“软启动”和“开关控制”的功能，这两项功能很简单，并不影响对PID算法的理解。
“软启动”让电路在初次上电时，最大占空比缓慢的从0到设定值，防止过冲。
“开关控制”是当X3短路时，boost电路开机工作，有输出电压。X3断开时，boost电路停止工作，输出电压为零。
同样用PI补偿器就能使boost控制环路达到稳定。其中Kp=24.6，Ki=0.122
6）控制环路稳定性验证
用网络分析仪测量环路参数。额定输入电压15V，输出电压19.8V
19.8V0.5A（穿越频率2.2KHz，相位裕度73.5°）
输出19.8V0.25A（穿越频率356Hz，相位裕度108.4°）
输出19.8V0A（穿越频率120Hz，相位裕度114°）
输出纹波（0.5A负载，基波95mv，峰峰值1.6V）
负载阶跃响应（0A至0.5A，向下过冲195mv，恢复时间1.41ms）
总结：
通过调整boost控制环路的PI参数，能使电路有较好的稳定性，但是轻载状态时的穿越频率较低，动态响应不够快，有改进的空间。本例中用到的PID算法虽然有点简陋和不完善，但也具备使控制环路稳定的能力，实现了数字电源最基本的功能：稳压及负载变化的快速响应。
下面根据前面内容，笔者认为还有一些技术细节和读者探讨一下：
1）PID公式中的数据是不是用浮点数据结构更直观更简捷。
其它牌子的dsp笔者还没用过，但是单就本文中提到的dspic33系列的dsp，笔者曾尝试将u_N、u_P等这些变量变成float（浮点型）后，单独一个执行PID算法的ADC中断处理程序就要用去40us的时间，已经远远超过了一个PWM周期的时间，严重影响ADC的触发中断。即使将PWM触发ADC采样的频率调整为每5个PWM周期触发一次ADC采样（即控制环路的带宽上限为20KHz），用浮点型数据也是不行的。因为在实际的数字电源中，dsp程序内还会有其它功能代码，也是会占用一定的时间的，PID差分方程占用过多的CPU时间，一定会导致其它功能工作不正常。
2）PID公式中的Kp和Ki如何得到
PID中的Kp和Ki可以用多种方式获得，其实笔者以前的文章中也讲述过一种方法，用simplis+matlab。但是得到的是s域的传递函数，怎么变成差分方程？matlab中有“双线性变换”函数，自动完成s域的传递函数到z域中的差分方程的变换。至于是否准确，还要在实际调试中验证，即使建模不准确，但也能得到一些基础数据，再做调整就事半功倍了。
在MPLAB X IDE中有一个插件，也可以方便计算出结果。
如果什么方法都不会，那就一个一个参数试吧，只要有耐心总是能试出来的。
3）官方开发板工作频率为350KHz，为何笔者的开发板开关频率降为100KHz
为了绕过用汇编语言编写PID算法的代码，只能将PID的代码以C语言写入到ADC中断里，代价就是C语言的执行速度比汇编代码要慢的多，所以为了适应较慢的PID计算速度，我们也只能将开关频率降低。经过验证，100KHz的PWM开关频率时，C语言代码在dsp时钟频率为60MHz速度下，执行PID计算的时间是满足要求的。
4）电流采样都没有斜率补偿
按照理论来说，峰值电流型反馈控制系统要求对电流斜坡进行斜率补偿，但在buck和boost电路中，pwm驱动波形都没有超过50%，所以也就没有必要补偿，而且还减少了一个干扰因素，使环路设计更简单。其实斜坡补偿也可以用代码的方式实现，甚至限流比较器都可以用代码实现，这样才是真正意义上的数字电源。有时间笔者会在这方面探索一下。
5）官方开发板代码内容简介
在这里说说笔者对官方代码的理解，如有不对请多指出，谢谢。
这是所有代码的结构图
“1”main主函数，程序执行的入口，里面包括一些出始化的操作和外设的配置。
“2”这是汇编代码，包含在系统初始化代码内，这段代码只在程序初始化时执行一次。主要的功能就是把要计算的差分方程的参数装入CPU内核的备用工作寄存器中，目地是在进入或离开ADC中断时，尽量节省工作寄存器压入堆栈和弹出堆栈的时间，从而减少整体ADC中断处理程序的执行时间，这在高频的PWM应用中是非常重要的。在代码中有下面一条汇编指令：
就是告诉CPU当ADC1有中断产生时，内核要切换到该备用工作寄存器。怎么把ADC中断与上图黄色标示出的“CTXTSWP #0x01;”绑定起来？在mcc界面下，“Interrupt Module”选项中，比如，要把ADC1通道中的AN11中断操作与1号备用工作寄存器绑定，就选择“CTXT1”。从图上可以发现，该颗dsp内核其中是有4套备用工作寄存器可供切换，意味着dsp内核支持多种控制算法的切换，这是数字电源最大的优点之一。
“3”是数字电源控制环路的算法，也是用汇编代码写的，核心功能很简单，处理ADC产生的中断，并调用库中的算法函数。注意，如果是用mcc生成的代码，一定要在C代码中，去掉相应的ADC中断处理程序，否则与汇编代码中的中断程序产生冲突，不知该执行哪个中断处理程序。前面提到的库函数就在“5”，将它包含进工程文件中并且要在“init.h”文件中包含该函数库的头文件。
然后就可以调用里面的算法了。该算法函数库中包含2P2Z、3P3Z、4P4Z和PID等多种算法，方便程序员调用。具体函数名称还是要查看帮助手册。
“4” 其实是由MPLAB X IDE中的一个插件“Digital Compensator Design Tool”生成的控制环路的参数，也比较方便易用，笔者用的不多。对此感兴趣的读者可以试试。
以上就是数字电源控制环路的主功能，官方软件代码中还包括LCD显示、通讯、负载控制等功能，读者可以自己探索。