Boost PFC调试Bug与数据类型强制转换异常（极度重要）

        最近小弟在调试一个Boost PFC电路，出现了下面一个现象：

        程序正常运行一段时间，然后突然输入电流增大，突然短路。

        图一：正常运行时，各关键信号波形；

                  通道一：Boost 变换器开关管驱动电压波形；

                  通道二：输入电压波形；

                  通道三：输入电流波形；

                  通道四：Boost 变换器输出母线电压波形；

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        图二：异常时，各关键信号波形；

                  通道一：Boost 变换器开关管驱动电压波形；

                  通道二：输入电压波形；

                  通道三：输入电流波形；

                  通道四：Boost 变换器开关管Vds波形；

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           现象分析：

                  1、注意看异常时的驱动电压，

                  当发生过流时，有好几个周期的占空比都特别大；

                  2、按照负反馈的思路，

                  当输入电流大于设定时，输出的占空比应该是减小的。误差越大，占空比减小越大。

                  3、而，现在的现象是：

                  当输入电流大于设定值，输出的占空比并没有减小。仍然保持这最大占空比。

                  4、如果是参数的P、I值不对，那么。前面的电流波形应该也不会正常。

            最后发现是软件数据类型强制转换错误，本应该输出最小占空比的，却输出了最大占空比。

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             软件分析:

                  signed int的数据类型：最高位是符号位，其中，1为负数，0为正数。

                  unsigned int 的数据类型：没有符号位。

                  这也是造成转换误差的根源。

                  数据类型的强制转换，本质来说是同样的二进制，使用不同的识别方式去识别二进制。

                  例如：

signed int a = -1;
unsigned int b;

//Calculate
    b = a;

//Test result
    b = 32769；

                    对于16位的二进制，1000 0000 0000 0001；

                    数据类型为 unsigned int 表示值为：32769;

                    数据类型为 int 表示值为：-1；

                           那么：

                                  理应最小值，变成最大值了。

                                  理应最小占空比，变成了最大占空比了。

                            所以，出现了图二显示的电路短路。

unsigned int IL1_Duty;
signed int IL1_Sum;

//数据转换出错，按理应该是最小占空比，变成了最大占空比。
       IL1_Duty = (__builtin_mulss(IL1_P,IL1_Err)>>8) + IL1_Sum;                 

        IL1_Duty = (IL1_Duty > 10232)?10232:IL1_Duty;       //Duty < 1
        IL1_Duty = (IL1_Duty < 1024)?1024:IL1_Duty;        //Duty  > 0.1

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　　总结：（以int 为16位为例）                             

　　　        对于unsigned int 强制转换为signed int：

                        当unsigned int 在对应int数据类型的正数范围内时： 强制转换不会造成异常；

                        当unsigned int 在对应int数据类型的正数范围外时： 强制转换会变为负数。

                        　　实际转换公式为：b = - (a - 2^n-1),其中n为进制位数。

                        经过输出占空比的限幅，那么最大占空比可能变成最小占空比。

unsigned int a = 100;
signed int b;

//Calculate
        b = a;
//Result
        b = 100;

unsigned int a = 32769;
signed int b;

//Calculate
        b = a;
//Result
        b = -1;

　　　      对于signed int 强制转换为unsigned int：

                       当signed int 在对应unsigned int数据类型的正数的一半范围之内时： 强制转换不会造成异常

                       当signed int 在对应int数据类型的正数范围之外时： 强制转换会变为很大的正数。

　　　　　　　　实际转换公式为：b = - a + 2^n-1,其中n为进制位数。

                       经过输出占空比的限幅，那么最小占空比可能变成最大占空比。

signed int a = 100;
unsigned int b;

//Calculate
        b = a;
//Result
        b = 100;

signed int a = -1;
unsigned int b;

//Calculate
        b = a;
//Result
        b = 32769;

             后序：

                      对于数字电源来说，由进制转换造成的占空比变化趋势相反，这属于致命的错误。因此，在平时应细心学习。