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MCP19118 數控模擬電源解決方案

文章來源：更新時間：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模擬PWM電流模式控制器，集成了用于DC/DC降壓應用的微控制器核，同步降壓器輸入電壓4.5V~40V，輸出電壓0.5V~3.6V，開關頻率100kHz~1.6MHz。PIC MCU核提供完整的定制化工作參數、啟動和關斷性能、保護級別和故障處理程序。主要用在標準電源轉換、LED驅動器、電池充電等。
MCP19118/19是一款高度集成的混合信號，模擬脈沖寬度調制（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采用了傳統的模擬控制電路，以調節DC/DC轉換器的輸出，它集成了PIC微控制器中檔核，用于裝置的工作參數全定制、啟動和關機模式，保護級別和故障處理程序。
MCP19118/19可以有效地從單一4.5V~40V電源供電。它具有集成同步驅動，引導裝置，內部線性穩壓器和4kW的非易失性存儲器，全部集成在一個節省空間的，24引腳4mm×4mm的QFN封裝（MCP19118）或28腳5mm×5mm QFN封裝（MCP19119 ）。
初始設備配置后（采用Microchip的MPLAB X集成開發環境（IDE）軟件），PMBus總線或I2C可用于主機與MCP19118/19的通信，或者修改操作。
其兩個內部線性穩壓器產生兩個5V電軌。其中一個5V電源用于提供內部模擬電路的電源(片上)。第二個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1μF電容。其VDD端子，也可以直接連接到VDR管腳，或通過一個低通RC濾波器連接。其VDR引腳給內部同步驅動提供電源。
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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3.6V需要外部分壓器
•開關頻率：100kHz~1.6MHz的
•靜態電流：5mA典型
•高驅動
- +5V柵極驅動器
- 1A/2A源電流
- 1A/2A灌電流
•低驅動
- +5V柵極驅動器
- 2A源電流
- 4A灌電流
•峰值電流模式控制
•差分遠端輸出檢測
•符合QEC-100
•多輸出系統
- 主機或從機
- 頻率同步
•可配置參數
- 過流限制
- 輸入欠壓鎖定
- 輸出過壓
- 輸出欠壓
- 內部模擬補償
- 軟啟動配置文件
- 同步驅動器死區時間
- 開關頻率
•熱關斷
MCP19118/19 MCU主要特性
•精密的8 MHz內部振蕩器模塊
- 工廠校準
•中斷功能
- 固件
- 中斷電平變化銷
•只有35條指令
• 4096字片上程序存儲器
•高耐用性閃存
- 100000寫入閃存耐久性
- 閃存保存：>40年
•看門狗定時器（WDT），與獨立振蕩器，可靠運行
•可編程代碼保護
•在線調試（ICD），通過兩個引腳（MCP19119）
•通過兩個引腳在線串行編程（ICSP）
• 11個I/O引腳和一個專用輸入管腳（MCP19118）
- 三開漏引腳
• 14個I/O引腳和一個專用輸入管腳（MCP19119）
- 三個開漏引腳
•模擬數字轉換器（ADC）
- 10位分辨率
- 12內部通道
- 8條對外通道
•定時器0：8位定時器/計數器，8位預分頻器
•增強的定時器
- 16位定時器/計數器具有獨立預分頻器
- 兩個可選的時鐘源
•定時器2：8位定時器/計數器具有獨立預分頻器
- 8位周期寄存器
• I2CTM通信
- 7位地址掩碼
- 兩個專用的地址寄存器
- SMBus/PMBus兼容性
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圖2 MCP19118/19微控制器核框圖
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圖3 MCP19118/19典型應用電路圖

MCP19111評估板
MCP19111是一個數字增強型PWM控制器。它結合了純模擬PWM控制器與監控微控制器，使其成為一個快速，具有成本效益的，可配置的電源轉換解決方案。MCP19111適用于標準電源轉換、LED驅動器，以及電池充電。該MCP19111評估板演示了具有同步降壓拓撲結構的MCP19111器件是如何在很寬的輸入電壓和負載范圍內工作的。
幾乎所有操作和控制系統的參數是可編程的（通過利用集成的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編程MCP19111，以適合他們的應用程序。該評估板包括ICSP（在線串行編程）的接頭、I2C通信、上拉和下拉電阻片，及測試點焊盤（每個GPIO引腳）和兩個系統開發按鈕。
該MCP19111評估板也意在表明一種優化印刷電路板（PCB）的布局，它可以同時提高效率和功率密度，并減少寄生效應。
為了達到較佳的MCP19111操作，以及動力傳動效率和噪音最小化，正確的PCB布局是至關重要的。MPLAB X IDE的MCP19111 GUI插件、固件可從Microchip網站下載或申請。
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圖4 MCP19111 評估板電路圖(1)
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圖5 MCP19111 評估板電路圖(2)

MCP19111評估板主要特性
該MCP19111評估板給用戶提供了一個優化的，可降低寄生效應，提高功率密度的PCB布局。這個電路板設計的一些功能包括：
•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MOSFET的漏極，并盡可能靠近低側MOSFET的源
•分割底盤，解耦數字和電源底盤信號
•電流檢測元件的精心布局，以減少PCB的感應噪聲
•輸入電壓范圍：5V~12V
• Vout的可調范圍：0.5V~3.6V
•最大輸出電流：30A，與適當的空氣流通
•編程和I2C通信接頭
•工廠編程，從12V電源產生1.8V
•提供工廠編程的源代碼

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