Microchip全新数字信号控制器为主流应用注入数字电源动力

    
    
    
     全球领先的单片机和模拟半导体供应商——Microchip Technology Inc.（美国微芯科技公司）今天宣布，为通用多环路开关电源（SMPS）及其他电源转换应用，推出7款新一代16位dsPIC数字信号控制器（DSC）。这些器件在用于数字电源转换的DSC中，是业界最小的封装（仅6×6 mm）。其价格远低于Microchip的第一个SMPS系列，性能却翻了一番。这些产品具有“智能电源外设”，其中包括相互连接的模拟比较器、脉宽调制器（PWM）和模数转换器（ADC）。这些外设都专用于数字电源应用，可针对各种拓扑结构由软件进行配置。这样的灵活性让电源设计人员能够就具体的产品应用，随心所欲地进行优化。此外，利用dsPIC33系列的在线编程能力，通用SMPS平台可在生产过程的最后阶段才进行差异化，以节省时间及成本。
    
     Microchip高性能单片机部门副总裁Sumit Mitra表示：“Microchip利用创新的数字电源DSC系列开辟了新的天地。数字电源现在具有了价格、性能、灵活性及能效方面的优势，必将引发一场新兴的数字电源革命。”
    
     行业分析师一致认为，数字电源市场有望在未来几年迅速成长。市场研究机构Darnell Group总裁Jeff Shepard指出：“未来5年，预计数字环路控制的增长将接近整个电源市场出货量的5倍。到2013年，预计数字环路控制市场的出货量将达到14亿件的规模。”
    
     7款新型dsPIC33F “GS”系列数字电源DSC可全面支持数字控制环路，因为它们均配备4至8个分辨率为1纳秒（ns）的PWM，多达4个20ns的比较器以及1或2个采样率为2 – 4 MSPS、具有低延迟及高分辨率控制的10位片上ADC，而每个比较器对应有1个集成的数模转换器（DAC）。这些器件采用18至44引脚，具有6至16 KB闪存，引脚与Microchip最早的数字电源DSC系列兼容。这些器件的交互式外设既可将处理器的干预减至最低，又能满足高速电流模式控制的实时需求。
    
     这些DSC非常适用于AC/DC转换器、DC/DC电源转换器及其他电源转换应用，如嵌入式电源控制器、逆变电源、不间断电源（UPS）及数字照明。此外，器件中占空比分辨率为1纳秒的PWM可轻松处理各类开关电源拓扑结构所要求的精确时序，包括同步整流器的精确时序要求。
    
    
     Emerson Network Power首席工程师Frankie Chan表示：“我们将在6 KW AC/DC服务器电源中采用dsPIC33 DSC。其中的PWM及ADC模块不仅性能强劲，而且灵活过人，可在开关电源应用中大显身手。我们的团队在未来的新项目中，都将转向采用Microchip的SMPS DSC，以实现数字控制。”
    
     新型数字电源dsPIC33F系列可以通过在DSC上运行的软件，以及易于配置的高性能集成外设，实现电源转换过程的完全控制。有了这些DSC，数字电源设计人员便可摆脱模拟控制设计的约束。不必因元器件变化而采用体积过大的元件；元件漂移及温度补偿不再成为主要考虑的问题，还可省却生产线末端的人工微调。由于设计人员是通过软件而非硬件进行产品的差异化，故能以更少的产品平台支持更广泛的应用。此外，他们还可通过全新的全数字拓扑结构，以更灵活的方式开发无论在功率密度及成本效益上都更为出色的电源系统。
    
     dsPIC33F“GS”系列器件共有10种PWM工作模式，包括标准、互补、推挽、变相及中心对齐等。片上10位ADC最多有12个输入通道，采样率为2 MSPS。该系列中有2个ADC的器件可提供高达4 MSPS的组合转换率。先进采样功能包括分别触发4个采样保持通道的能力，这有助于实现精确的独立或同步采样模式。片上的模拟比较器可作为故障/限流输入，用来快速关断PWM，从外部复位PWM周期；也可用于触发ADC转换，而不会有软件开销。
    
     dsPIC33FJ06GSXXX器件配备6 KB闪存及2个PWM发生器；dsPIC33FJ16GS4XX有16 KB闪存及3个PWM发生器；dsPIC33FJ16GS5XX则有16 KB闪存及4个PWM发生器。系列中各款器件的工作电压为3.0V至3.6V。其他特性包括：
    
     40 MIPS性能
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     采用小型QFN封装（6 mm×6 mm）
    
     片上高速模拟比较器（多达4个）
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     片上10位数模转换器（DAC）
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     UART、I2C™及SPI通信
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     通过外设引脚选择功能重新映射内部引脚，以优化印刷电路板布局
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     快速而确切的中断响应
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     扩展级温度范围（-40°C至125°C）
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     灵活配置的ADC、比较器及PWM，无需CPU干预便可处理峰值负载
    
     新器件的应用实例包括AC/DC电源、功率因数校正（PFC）、DC/DC转换器、UPS及逆变电源。此外，dsPIC33F “GS”系列器件的超高速PWM及ADC也能在其他多种应用中发挥作用，如数字照明（包括HID灯）和液晶显示器（LCD）背光照明等。
    
     开发工具支持
    
     dsPIC33F“GS”系列DSC得到多种开发工具的支持，包括MPLAB集成开发环境（IDE）、用于dsPIC DSC的MPLAB C编译器、MPLAB SIM 30软件模拟器、MPLAB ICD 3在线调试器，以及MPLAB可视化器件初始程序。
    
     Microchip的Explorer 16（部件编号：DM240001）开发板可与全新升压/降压型转换器PICtail Plus子板（部件编号：AC164133）配合使用，以开发先进应用。dsPIC33F“GS”系列接插模块（PIM）也可与Explorer 16（部件编号：MA330020）配合使用，以进行全新DSC系列开发。此外，新的PICtail Plus也适用于Microchip的16位28引脚入门开发板（部件编号：DM300027）。
    
     此外，已同时发布升压/降压型转换器PICtail Plus子板，它是一款由两个独立DC/DC同步降压型转换器和一个独立DC/DC升压型转换器组成的电源板，能为板连接器提供所有必要的电源、驱动及控制信号。通过运行板上dsPIC33 DSC中的演示软件，该电路板能同时控制两个降压级，或一个降压级和一个升压级。
    
     升压/降压型转换器PICtail Plus子板的三个供电级均由Explorer 16开发板控制。控制板以软件提供闭环比例-积分-微分（PID）控制，保持理想的输出电平。dsPIC33F DSC为模数转换、PWM生成、模拟比较及通用I/O提供了所需的存储器及外设，而无需外部电路来执行这些功能。
    
    
     器件封装及供货情况
    
     dsPIC33FJ06GS101采用18引脚SOIC封装；dsPIC33FJ06GS102、dsPIC33FJ06GS202、dsPIC33FJ16GS402及dsPIC33FJ16GS502采用28引脚SOIC、SPDIP和6 ×6 mm QFN封装；dsPIC33FJ16GS404及dsPIC33FJ16GS504则采用44引脚TQFP和QFN封装。