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MCP19118 數(shù)控模擬電源解決方案

文章來(lái)源：更新時(shí)間：2015/1/17 9:52:00

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Microchip公司的MCP19118/19是高度集成的混合信號(hào)模擬PWM電流模式控制器，集成了用于DC/DC降壓應(yīng)用的微控制器核，同步降壓器輸入電壓4.5V~40V，輸出電壓0.5V~3.6V，開(kāi)關(guān)頻率100kHz~1.6MHz。PIC MCU核提供完整的定制化工作參數(shù)、啟動(dòng)和關(guān)斷性能、保護(hù)級(jí)別和故障處理程序。主要用在標(biāo)準(zhǔn)電源轉(zhuǎn)換、LED驅(qū)動(dòng)器、電池充電等。
MCP19118/19是一款高度集成的混合信號(hào)，模擬脈沖寬度調(diào)制（PWM）電流模式控制器，它集成了微控制器核，可用于同步DC/ DC降壓。由于MCP19118/19采用了傳統(tǒng)的模擬控制電路，以調(diào)節(jié)DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出，它集成了PIC微控制器中檔核，用于裝置的工作參數(shù)全定制、啟動(dòng)和關(guān)機(jī)模式，保護(hù)級(jí)別和故障處理程序。
MCP19118/19可以有效地從單一4.5V~40V電源供電。它具有集成同步驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)裝置，內(nèi)部線性穩(wěn)壓器和4kW的非易失性存儲(chǔ)器，全部集成在一個(gè)節(jié)省空間的，24引腳4mm×4mm的QFN封裝（MCP19118）或28腳5mm×5mm QFN封裝（MCP19119 ）。
初始設(shè)備配置后（采用Microchip的MPLAB X集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）軟件），PMBus總線或I2C可用于主機(jī)與MCP19118/19的通信，或者修改操作。
其兩個(gè)內(nèi)部線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生兩個(gè)5V電軌。其中一個(gè)5V電源用于提供內(nèi)部模擬電路的電源(片上)。第二個(gè)5V軌提供PIC器件的電源(在VDD引腳)。建議在VDD和GND之間放置一個(gè)1μF電容。其VDD端子，也可以直接連接到VDR管腳，或通過(guò)一個(gè)低通RC濾波器連接。其VDR引腳給內(nèi)部同步驅(qū)動(dòng)提供電源。
2.tif

圖1 MCP19118/19框圖

MCP19118/19同步降壓器主要特性
•輸入電壓：4.5V~40V
•輸出電壓：0.5V~3.6V
- 超過(guò)3.6V需要外部分壓器
•開(kāi)關(guān)頻率：100kHz~1.6MHz的
•靜態(tài)電流：5mA典型
•高驅(qū)動(dòng)
- +5V柵極驅(qū)動(dòng)器
- 1A/2A源電流
- 1A/2A灌電流
•低驅(qū)動(dòng)
- +5V柵極驅(qū)動(dòng)器
- 2A源電流
- 4A灌電流
•峰值電流模式控制
•差分遠(yuǎn)端輸出檢測(cè)
•符合QEC-100
•多輸出系統(tǒng)
- 主機(jī)或從機(jī)
- 頻率同步
•可配置參數(shù)
- 過(guò)流限制
- 輸入欠壓鎖定
- 輸出過(guò)壓
- 輸出欠壓
- 內(nèi)部模擬補(bǔ)償
- 軟啟動(dòng)配置文件
- 同步驅(qū)動(dòng)器死區(qū)時(shí)間
- 開(kāi)關(guān)頻率
•熱關(guān)斷
MCP19118/19 MCU主要特性
•精密的8 MHz內(nèi)部振蕩器模塊
- 工廠校準(zhǔn)
•中斷功能
- 固件
- 中斷電平變化銷
•只有35條指令
• 4096字片上程序存儲(chǔ)器
•高耐用性閃存
- 100000寫(xiě)入閃存耐久性
- 閃存保存：>40年
•看門(mén)狗定時(shí)器（WDT），與獨(dú)立振蕩器，可靠運(yùn)行
•可編程代碼保護(hù)
•在線調(diào)試（ICD），通過(guò)兩個(gè)引腳（MCP19119）
•通過(guò)兩個(gè)引腳在線串行編程（ICSP）
• 11個(gè)I/O引腳和一個(gè)專用輸入管腳（MCP19118）
- 三開(kāi)漏引腳
• 14個(gè)I/O引腳和一個(gè)專用輸入管腳（MCP19119）
- 三個(gè)開(kāi)漏引腳
•模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）
- 10位分辨率
- 12內(nèi)部通道
- 8條對(duì)外通道
•定時(shí)器0：8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，8位預(yù)分頻器
•增強(qiáng)的定時(shí)器
- 16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器具有獨(dú)立預(yù)分頻器
- 兩個(gè)可選的時(shí)鐘源
•定時(shí)器2：8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器具有獨(dú)立預(yù)分頻器
- 8位周期寄存器
• I2CTM通信
- 7位地址掩碼
- 兩個(gè)專用的地址寄存器
- SMBus/PMBus兼容性
3.tif

圖2 MCP19118/19微控制器核框圖
1.tif

圖3 MCP19118/19典型應(yīng)用電路圖

MCP19111評(píng)估板
MCP19111是一個(gè)數(shù)字增強(qiáng)型PWM控制器。它結(jié)合了純模擬PWM控制器與監(jiān)控微控制器，使其成為一個(gè)快速，具有成本效益的，可配置的電源轉(zhuǎn)換解決方案。MCP19111適用于標(biāo)準(zhǔn)電源轉(zhuǎn)換、LED驅(qū)動(dòng)器，以及電池充電。該MCP19111評(píng)估板演示了具有同步降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的MCP19111器件是如何在很寬的輸入電壓和負(fù)載范圍內(nèi)工作的。
幾乎所有操作和控制系統(tǒng)的參數(shù)是可編程的（通過(guò)利用集成的PIC微控制器核）。MPLAB X IDE可以與插件圖形用戶界面（GUI）一起使用，可以輕松地配置MCP19111。或者，用戶可以使用自己的固件來(lái)編程MCP19111，以適合他們的應(yīng)用程序。該評(píng)估板包括ICSP（在線串行編程）的接頭、I2C通信、上拉和下拉電阻片，及測(cè)試點(diǎn)焊盤(pán)（每個(gè)GPIO引腳）和兩個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)按鈕。
該MCP19111評(píng)估板也意在表明一種優(yōu)化印刷電路板（PCB）的布局，它可以同時(shí)提高效率和功率密度，并減少寄生效應(yīng)。
為了達(dá)到較佳的MCP19111操作，以及動(dòng)力傳動(dòng)效率和噪音最小化，正確的PCB布局是至關(guān)重要的。MPLAB X IDE的MCP19111 GUI插件、固件可從Microchip網(wǎng)站下載或申請(qǐng)。
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圖4 MCP19111 評(píng)估板電路圖(1)
5.tif

圖5 MCP19111 評(píng)估板電路圖(2)

MCP19111評(píng)估板主要特性
該MCP19111評(píng)估板給用戶提供了一個(gè)優(yōu)化的，可降低寄生效應(yīng)，提高功率密度的PCB布局。這個(gè)電路板設(shè)計(jì)的一些功能包括：
•寬且短的走線，以連接電源組件
•其陶瓷Vin電容器盡可能靠近高側(cè)MOSFET的漏極，并盡可能靠近低側(cè)MOSFET的源
•分割底盤(pán)，解耦數(shù)字和電源底盤(pán)信號(hào)
•電流檢測(cè)元件的精心布局，以減少PCB的感應(yīng)噪聲
•輸入電壓范圍：5V~12V
• Vout的可調(diào)范圍：0.5V~3.6V
•最大輸出電流：30A，與適當(dāng)?shù)目諝饬魍?br> •編程和I2C通信接頭
•工廠編程，從12V電源產(chǎn)生1.8V
•提供工廠編程的源代碼

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