MCU與模擬電源管理集成

近日，Microchip宣布推出業(yè)界首款集成MCU的基于模擬的電源控制管理器MCP19111,該產(chǎn)品可以利用數(shù)字信號控制DC/DC轉(zhuǎn)換，可在4.5V至32V的寬電壓范圍內(nèi)工作。

　　為什么需要MCP19111“現(xiàn)在，業(yè)界主要提供兩種電源轉(zhuǎn)換方案，一種是完全數(shù)字式控制，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換以及MCU計算出結(jié)果，而另外一種則是完全通過模擬器件搭出來的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，不存在任何模數(shù)轉(zhuǎn)換。”Microchip模擬產(chǎn)品營銷副總裁兼市場傳訊部副總裁Bryan J. Liddiard說道。

　　Microchip模擬產(chǎn)品營銷副總裁兼市場傳訊部副總裁Bryan J. Liddiard Bryan提到的兩種方案各有利弊，在模擬域而言，控制效率更高，而且不需要數(shù)字轉(zhuǎn)換，兩種方式各有優(yōu)勢，數(shù)字控制更有靈活性，模擬控制更高效率而且便宜。

　　“產(chǎn)品工程師為什么關(guān)注于此呢？因為數(shù)字控制解決方案是在數(shù)字域中處理控制，它為工程師提供了充分的靈活性，能夠進(jìn)行定制。而模擬解決方案由于控制是在模擬域內(nèi)進(jìn)行的，主要取決于所用器件的性價比和本身性能，工程師基本無法定制。而Microchip推出的MCP 19111電源控制器，則可完美解決這一沖突。”Bryan表示。

　　MCP19111,具有模擬控制與數(shù)字控制兩種功能MCP19111集成了PIC12F 8位單片機(jī)內(nèi)核，同時去除了不必要的外設(shè)。模擬轉(zhuǎn)換部分也是采用Microchip成熟的MCP19035 PWM控制器方案。這種模塊化集成技術(shù)，不僅降低設(shè)計復(fù)雜性，減少元件數(shù)，并在縮小占位面積的同時提升了靈活性。

　　MCP19111內(nèi)部結(jié)構(gòu)談到為何只集成了8位單片機(jī)，Bryan解釋道：“實際上8位單片機(jī)已經(jīng)可以滿足這個需求了，因為單片機(jī)不是在模擬部分的控制回路上。我們強(qiáng)調(diào)模擬部分的的反應(yīng)必須非?？欤蓪τ趩纹瑱C(jī)就沒有這樣的要求。”

　　也有人表示擔(dān)心，畢竟有些模擬工程師根本不想用數(shù)字化的產(chǎn)品。對此，Bryan表示，MCP19111中的數(shù)字部分非常簡單，同時設(shè)計工具界面也力求簡潔，工程師只需輸入一些簡單的參數(shù)即可。

　　MCP19111主要特性：集成MCU的同步降壓PWM控制器寬Vin范圍集成LDO與MOSFET驅(qū)動器完全可編程MCU內(nèi)核QFN 5*5mm 28引腳Bryan:MCP19111是如何提供獨(dú)特的電源解決方案的關(guān)于MCP19111的產(chǎn)品特點(diǎn)介紹，請參考Bryan的發(fā)言實錄：MCP19111采用高性能、高帶寬的模擬控制，可確保在負(fù)載發(fā)生變化時，迅速及時地做出響應(yīng)。在數(shù)字控制器中，帶寬是處理器執(zhí)行速度的函數(shù)。當(dāng)帶寬要求增加時，需要更快地執(zhí)行指令（即，更高的MIPS）。類似的，這也與模數(shù)轉(zhuǎn)換的速度有關(guān)（要更高的帶寬，就要A/D轉(zhuǎn)換速度更快）。

　　除了速度，負(fù)載穩(wěn)壓還取決于模數(shù)轉(zhuǎn)換的精度，所以A/D轉(zhuǎn)換器不僅要滿足帶寬要求，而且精度還必須達(dá)到18-24位！采用基于模擬的控制回路，可以保持帶寬水平，又免除了對高性能數(shù)字元件（以及成本）的需要。

　　在應(yīng)用中模擬解決方案通常不太靈活。在設(shè)計階段，有許多靈活的模擬解決方案，但是必須做出一定的權(quán)衡，因為要使采用模擬解決方案的應(yīng)用具備靈活性，是一件困難重重、成本高昂的事?，F(xiàn)在的負(fù)載（如處理器）日益復(fù)雜，需要供電電源有一定的靈活性。這時就需要在性能和功耗之間進(jìn)行權(quán)衡。處理器在進(jìn)行密集計算期間需要更高的電壓，而在休眠或空閑狀態(tài)時又要求降低電源電壓，從而減小功耗。對這種靈活性的要求越來越高。

　　為此，增加了一個“監(jiān)控”MCU,以在另一個慢速回路中“控制”模擬控制器。而且，這個“監(jiān)控”MCU可以是一個小巧的低功耗MCU,對模擬回路進(jìn)行配置，卻不駐留于“快速”PWM控制回路內(nèi)。此外，它具備多個更高級特性，其中有雙向通信或定制代碼支持?？蛻裟軌蛟谄骷袑崿F(xiàn)其自己的IP或定制的電源轉(zhuǎn)換算法。

　　我們的全新解決方案不僅更加靈活，而且集成度更高。我們也知道還有其他“合成”電源轉(zhuǎn)換解決方案，但我們的解決方案是獨(dú)一無二的，能夠充分利用模擬控制回路，提供功能全面的單片機(jī)。