지능형 전원 공급 장치 2009년 봄 지능형 전원 공급 장치 설계 솔루션 www.microchip.com/power
마이크로칩의광범위한지능형전원공급장치솔루션 오늘날전원공급장치설계자들은보다높은효율성, 전력밀도, 안정성, 첨단통신및고급제어기능을제공하는전력절약제품을개발해야합니다. 또한항상이들제품은보다낮은비용으로신속하게개발및판매가가능해야합니다. 마이크로칩은설계자들은이와같은과제를해결할수있도록광범위한지능형전원공급장치솔루션을제공합니다. 지능형전원공급장치의개요 전통적인전원공급장치설계는아날로그 IC 와함께고정기능을사용하여정격전원을제공합니다지능형전원공급장치는 MCU(Microcontroller) 또는 DSC(Digital Signal Controller) 를통합하여완벽하게프로그래밍할수있는유연한솔루션을완성하며, 다음과같은주요기능을갖추고있습니다. 저대기시간전력을위한디지털 On/Off 제어 전원공급장치순차제어및핫스왑제어 프로그래밍가능한소프트스타트 (soft-start) 프로파일 전원공급장치히스토리로깅및장애관리 출력전압한계치관리 (margining) 전류폴드백 (fold back) 제어 부하공유및밸런싱 안정화기준조정 보정네트워크제어및조정 전력제어루프의완벽한디지털방식제어 통신 AC RMS 전압계측 PFC(Power factor correction) 지능형전원공급장치응용예는다음과같다. AC-DC컨버터 DC-DC 컨버터 UPS(Uninterruptible Power Supply) 재생가능한전력순수사인파 (Pure Sine Wave) 인버터 배터리충전 디지털조명 왜지능형전력변환인가? 전력변환기능을위해디지털제어를사용하는개발자들은자체설계및비즈니스를위해많은이점을적용할수있습니다. 이는마이크로칩이제공하는 MCU 및 DSC 솔루션의성능및기능과프로그래밍가능한소프트웨어를통한전력변환제어기능을통해실행됩니다. 지능형전력변환으로시스템부품수를줄입니다. 귀중한보드공간을마그네틱및전력부품을위해활용하고, 전력공급제어, 조절및보호기능을동일한장치에통합할수있습니다. 팬제어와데이터로깅과같은부가기능은손쉽게통합됩니다. 지능형전력변환을통해다양한애플리케이션에따라구성할수있습니다. 지능형전력변환을통해전력공급장치는많은다양한애플리케이션을위한플랫폼솔루션이됩니다. 전력공급장치는여러다양한출력전압레벨, 작동한계및제어입력을지원하도록손쉽게재프로그래밍될수있습니다. 이를통해여러플랫폼에서요구하는지원과재고부담을낮추게됩니다. 지능형전력변환으로시스템효율성을높여줍니다. 지능적인기능을갖추지않은전력공급장치는하나의동작점에맞춰최적화되어야합니다. 동작부하의변동은흔히비효율성레벨을야기하는요인중하나입니다. 지능형전력공급장치는많은메소드를사용하여부하변동을수용할수있습니다. 여기에는전원공급장치교환주파수의변경은물론, 아날로그제어루프설정의변경등이포함됩니다. 지능형전력공급장치는내부온도및공급전량을모니터링하여필요한경우에만팬을냉각합니다. 디지털제어루프를채용한지능형전원공급장치는제어루프작동을다이내믹하게변경하여부하조건에따라최적의시스템응답을제공합니다. 지능형전력변환으로대기전력소모를줄일수있습니다. 지능형기능은오직 AC 입력의밀리와트 (milliwatts) 또는마이크로와트 (microwatts) 만을소모하는전력공급장치설계에손쉽게추가될수있습니다. 애플리케이션을위한 Bias 공급장치를끈동안, 전자제어입력이모니터링될수있습니다. 마이크로칩의전력변환애플리케이션을위한차별화된기술지원각지역및전세계비커미션방식의영업조직과함께마이크로칩은전력변환애플리케이션을위해다음과같은제품및리소스를제공하고있습니다. 8 비트, 16 비트및 32 비트마이크로컨트롤러및 16 비트 DSC(Digital Signal Controllers) MOSFET 게이트드라이버 아날로그및인터페이스제품 ( 온도센서, 디지털전위차계및 op amp 직렬 EEPROM 메모리제품 전력변환개발툴, 참조설계, 알고리즘및소프트웨어 전력변환교육및기술지원 2 지능형전원공급장치설계솔루션
전체제품솔루션 소프트웨어 & 알고리즘 AC/DC DC/DC 디지털전력제어루프를위한 POL(Point of Load) 소프트웨어예제 실리콘솔루션 8 비트, 16 비트 & 32 비트마이크로컨트롤러및 16 비트 DSC(Digital Signal Controller) MOSFET 게이트드라이버아날로그및인터페이스제품 비휘발성 EEPROM 메모리 레퍼런스디자인 & GUI 툴여러다양한토폴로지를위한레퍼런스디자인저렴한개발툴제어루프설계를위한소프트웨어 GUI 기술지원지능형전원공급장치설계센터웹세미나 RTC(Regional Training Center) 지능형전원공급장치전문가 전력공급장치설계를위한구현단계 마이크로칩은위험부담이낮은제품개발, 전반적인시스템비용절감, 시장출시기간단축, 탁월한기술지원그리고신뢰할수있는공급및품질등을비롯해전력변환설계엔지니어의모든요구를완벽하게충족할수있습니다. 지능형전원공급장치는복잡하거나많은비용을요구하지않습니다. 6~100 핀의 MCU 및 DSC 을구비한마이크로칩은모든애플리케이션에적절한장치를갖추고있습니다. 많은단순한작업들을기본주변장치를포함한저렴한 MCU 를이용해구현할수있습니다. 보다성능요구치가높은애플리케이션을위해, 상당수의 MCU 및 DSC 가전력변환을위해설계된혁신적인온칩주변장치를보유하고있습니다. 이러한주변장치로는특수동작모드를채용한 PWM 모듈과신속한전력공급장치정보입수를위한고속 ADC(Analog-to-Digital Converter) 등이포함됩니다. Level 1: On/Off 제어 Level 2: 비례제어 Level 3: 토폴로지제어 설명기술적특징권장장치 Level 4: 완전디지털제어 저전력대기 프로그래밍가능한소프트스타트 파워업시퀀싱 (power up sequencing) 프라이머리 / 세컨더리브리지 출력전압마지닝 부하공유및밸런싱 히스토리로깅 프라이머리 / 세컨더리통신브리지 부하변경에대한제어루프최적화 다수의애플리케이션을위한공통의플랫폼실행 다양한전력레벨을위한작동유연성 다이내믹한제어루프조정 예측제어루프알고리즘 다른전력레벨을위한작동유연성 PIC10F PIC12F PIC12F PIC16F PIC18F PIC24F PIC16HV785 MCP1631 High-Speed PWM Controller PIC18F dspic30f dspic33f www.microchip.com/power 3
전력공급장치설계를위한구현단계 Level 1 통합 : On/Off 제어 단순한제어및모니터링 Level 1 에서전자적지능적기능은표준아날로그설계를보다폭넓게증대시킵니다. 지능적기능은스타트업시퀀싱 (start-up sequencing), 자동종료및워치독 (watchdog) 장애탐지기능등과같은제한된 On/Off 제어기능을제공합니다. 보다첨단솔루션은이후장애분석, 원격통신및커스터마이즈된열제어알고리즘등과같은로깅기능을제공할수있습니다. Level 1 단계의지능적기능을통해설계자들은전력공급장치가시스템장애에대한결정적대응 (deterministic response) 을수행하도록보장합니다. 이레벨의솔루션들은마이크로칩이보유한기본 (Baseline) 및미드레인지 (Mid-Range) MCU 와아날로그제품의이점을활용합니다. 이제대폭적인하드웨어수정이나그어떤소프트웨어도변경없이기존아날로그전력공급장치를보다지능적으로발전시킬수있습니다. ADC, PWM 및 GPIO 등과같은기본주변장치를내장한마이크로칩의 PIC10F 및 PIC12F 8 비트적은핀수및소형패키지마이크로컨트롤러는입력 / 출력전압, 전류및온도의출력시퀀싱및모니터링을제어함으로써기존아날로그전력공급장치를보다지능적으로만듭니다. Output Indications PIC10F/12F MCU Thermal Monitoring Sequence Control Temperature Sensor (MCP9700A) O/P Feedback Analog Switch Mode Power Supply Power Sequencing Circuit Output 2 Output 1 Level 2 통합 : 비례제어 이통합레벨은표준아날로그설계에한단계높은디지털제어를추가합니다 Level 1 제어기능과함께이는출력전압, 출력한계, 전력한계및온도한계를제어할수있습니다. 이레벨에서는아날로그전력공급장치의작동매개변수를디지털방식으로제어및모니터링할수있습니다. 여러다양한소프트프로파일과전류한계는애플리케이션에맞춰프로그래밍할수있으며, 출력전압을세분화하여시스템내여러전원공급장치간에조정할수있습니다. 시스템 I/O 요구사항에따라, PIC12, PIC16 또는 PIC18 장치제품군내 8 비트솔루션은이상적인솔루션을제공할수있습니다. 대형시스템에서 16 비트 PIC24 장치제품군은보다많은통신주변장치를제공합니다. 아날로그전력공급장치에대한디지털모니터링 External Sequencing and Control I 2 C SPI or UART 8-bit or 16-bit PIC MCU ADC PWM or CCP I 2 C or SPI Input and Output Feedback (Analog) Error Feedback (Analog) Shutdown and Soft Start (PWM) Analog Switch Mode Power Supply Temperature Feedback (Analog or Serial Data) to DC Bus Shutdown and Soft Start to Other Power Stages (PWM) Fan Control and Speed Feedback (Serial Data) System Voltage Cooling Fan Level 2 제어시스템은전원공급장치와의통합이훨씬강화되었으며전원공급장치환경을보다철저하게모니터링할수있습니다. ADC 는전력공급장치입력과출력을모니터링하는데사용됩니다. 온칩컴퍼레이터를채용하여시스템이벤트또는장애에보다신속하게대응할수있습니다. PWM 주변장치는전력유닛의아날로그 PWM 회로를직접제어합니다. PWM 제어는파워업조건하에서아날로그전력공급장치를제어하는데사용되어소프트스타트를실행할수있습니다. MCU 는소프트스타트동안전력공급장치의입력전류를모니터링하여해당부품에과도한스트레스가가해지지않도록보장합니다. 직렬통신주변장치는호스트장치에서조율하고냉각팬을제어및모니터링하며온도센서를모니터링할수있도록지원합니다. 4 지능형전원공급장치설계솔루션
전력공급장치설계를위한구현단계 Level 3 통합 : 토폴로지제어 이레벨에서는 Level 1 및 Level 2 특징과더불어표준아날로그설계를재구성할수있습니다. 서로다른 2 개아날로그루프필터간아날로그루프컨피규레이션의변경및교환을수행할수있습니다. 예를들어전력공급장치는 PWM 제어루프에서적은부하의이력제어루프 (hysteretic control loop) 로변경할수있습니다. 이러한변경은지속적인인덕터전류설계가 DSM(Discontinuous Conduction Mode) 에서작동할수있도록함으로써시스템효율성을높일수있습니다. 스위칭주파수 (Switching frequency) 조정은손실을최소화하는데사용될수있습니다. 마이크로칩의전체 MCUs 및 DSC 제품군은 Level 3 제어애플리케이션을지원할수있습니다. 특히 PIC16F785와같은복합신호 PIC16HV785 Boost LED Driver Application 솔루션은 MCU에아날로구주변장치를통합하며토폴로지제어에 VBUS 이상적입니다. 또한, MCP1630 및 MCP1631 PWM 컨트롤러는 MCU PIC16HV785 전력컨트롤러애플리케이션을위해개발되었습니다. Digital IO OA1 + - CPU OA2 + - + - COMP2 Int OSC Voltage Ref. COMP1 + - 5V Reg. BOR PWM 10-bit ADC MCP1402 Temperature Sensor (MCP9700A) LED String PIC16HV785 는온칩주변장치를통해 Level 3 애플리케이션에사용될수있습니다. 이장치는전력단 (power stage) 을제어할수있는 2 개의 PWM 모듈을가지고있습니다. 2 개의장애증폭기와 2 개의고속컴퍼레이터는디지털컨피규레이션을통해많은방법으로 PWM 모듈에연결될수있습니다. 오류증촉기와컴퍼레이터에연관된모든핀은외부에서이용할수있기때문에모든유형의아날로그제어루프를개발할수있습니다. 12 개의 ADC 입력이전력공급장치작동매개변수를모니터링하는데이용됩니다. MCP1631HV 블록다이어그램 Up to 16V SHDN OSCIN OSCDIS OVIN 5V or 3.3V Regulator Shutdown Over Voltage 1.2V UVLO + C2 - Under Voltage MCP1631HV S R Q 1A Gate Driver G = -10 A2 VDD VEXT ISIN MCP1631 고속 PWM 컨트롤러는지능형전원공급장치의구성요소로서사용될수있습니다. MCP1631 는오류증폭기, 컴퍼레이터및고전류출력드라이버를비롯한필수아날로그주변장치를제공합니다. MCU 에서외부로전압참조및교환클럭 (switching clock) 이공급됩니다. MCU 는전력단의교환주파수를성정하고최대듀티사이클 (duty cycle) 을제한하며다른전력단을고려해교환클럭위상 (phase) 을조정할수있습니다. MCP1631 장치의풍부한기능들은 Level 2 및 Level 3 지능형전력애플리케이션에이상적입니다. CS FB VREF Error Amp - + A1 C1 G = +1 A3 ISOUT VSIN VSOUT www.microchip.com/power 5
전원공급장치설계를위한구현단계 보다높은레벨로의진화 : Level 4 완전디지털제어 (Full Digital Control) 완전디지털제어는표준아날로그제어루프설계를대체하며 Levels 1-3 통합전원관리기능을제공합니다. 전원공급장치안정화기능은프로세서와프로세서상에서실행되는디지털회로에의해직접제어됩니다. 완전디지털솔루션은설계자들이전용디지털압축알고리즘과비선형제어기법등을비롯한아날로그솔루션에서는불가능한기법들을채용할수있도록합니다. 완전디지털솔루션은전력입력변경또는부하변경시커스터마이즈된변경을실행하여시스템비용을줄이고시스템효율성을높일수있습니다. 마이크로칩의 16 비트 dspic DSC 는 Level 4 솔루션을실현합니다. 전력공급장치의피드백은고속 ADC 를이용하여입수할수있습니다. 전력공급장치는특수화된고속 PWM 주변장치를이용하여제어할수있습니다. PWM 모듈은널리사용되는모든전력공급장치토폴로지를직접작동하며 CPU 코어는디지털보정알고리즘이신속하게실행되도록합니다. 고급디지털제어기능을갖춘 PFC Input Voltage Feedback VAC VAC + - Single Ended Power Factor Correction Current Feedback IPFC MCP1416 FET Driver VHV_BUS Output Voltage Feedback PFC(Power Factor Correction) 는보다높은와트의전원공급장치에필수적이며고조파함유, 시스템손실및복사방출 (radiated emissions) 을줄일수있습니다. 이예제에서 dspic DSC 는 Average Current Mode Control 을이용하여 Boost-PFC 구현을단순화합니다. PWM 명령은정류입력전압, 전압오류보정계 (compensator) 및전압 Feed-Forward Compensator 의출력을계산하여디지털방식으로계산합니다. 디지털 PFC 기능은 DSC 리소스를거의이용하지않으며풍부한추가용량을 1 차제어의나머지를실행하도록남겨둡니다. ADC Channel ADC Channel PWM Output ADC Channel dspic DSC 6 지능형전원공급장치설계솔루션
전원공급장치설계를위한구현단계 dspic DSC 제품군은설계사이클을효과적으로최적화할수있도록지원합니다. 다수의첨단동작모드를가진고속 PWM 모듈은 PFC, FB(Full- Bridge) 변환을통한위상변이제로전압변환컨버터 (phase shift zero voltage transition converter), 동기식정류및다중위상강압컨버터등여러다양한고급변환단계를이행할수있도록지원합니다. 마이크로칩의고속 ADC 는 PWM 의에지에서실행되어고속처리를위해다양한전압및전류를실험할수있습니다. 고성능 CPU 는소프트웨어내보정계및첨단 PID 디지털제어루프구현을지원합니다. 완벽한디지털제어를통한 AC-DC 변환 AC Input EMI Filter and Bridge Rectifier Rectified Sinusoidal Voltage PFC Boost Converter dspic33f 400 VDC Isolation Barrier Phase Shift ZVT Converter Full-Bridge Converter Opto- Coupler Synchronous Rectifier 12 VDC dspic33f Multi-Phase Buck Converter Single-Phase Buck Converter DC Output 5 VDC 23A 완전디지털 DC-DC 변환 36-75 VDC Line Sensing Boost Converter PWM1H Boost Current 110V MCP1416 Drive IC Drive Tx PWM2L Boost Voltage dspic33fj16gs502 Resonant Converter PWM2H PWM2L PWM2H Resonant Current Opto Isolator Synchronous Rectifier Output DC Output Voltage 전력효율적인고집적 DC-DC 컨버터내 dspic33fjxxgs DSC 제품군은다이내믹하게여러전력단을제어합니다. 고속 ADC, PWM 및컴퍼레이터는많은 CPU 대역폭을사용하지않고도함께연동합니다. 보다빠른디지털제어루프및보정기는고속 DSP 엔진을이용하여실행될수있습니다. 다이내믹한부하대응, 보호, 시퀀싱, 원격제어및통신등과같은첨단기능이구현될수있습니다. Remote On/Off Load Share Over Temperature System Communication Isolation barrier www.microchip.com/power 7
MCU 또는 DSC 중어떤것을선택해야하는가? 마이크로칩, 전력공급장치애플리케이션에서사용될수있는다수의 8 비트장치제공 마이크로칩은다양한지능형전원애플리케이션에서사용될수있는많은 8 비트, 16 비트및 32 비트 MCU 및 16 비트 DSC 솔루션을개발하여설계자들이애플리케이션에서요구하는다양한레벨의디지털통합빛성능을지원할수있도록했습니다. PIC10F 마이크로컨트롤러제품군 6핀 PIC10F 제품군은거의 1회용처럼사용할수있는가격체계를통해디지털기능을모든전원공급장치설계에통합할수있도록개발되었습니다. 온칩 ADC, 컴퍼레이터및타이머주변장치는아날로그전력공급장치설계를확대하는데사용될수있어애플리케이션에 On/Off 제어, 소프트스타트, 전력시퀀싱또는모니터링기능을제공합니다. 오직간단한프로그래밍만이소프트웨어를개발하는데필요합니다. PIC10F의주요기능에는다음이포함됩니다. 2x3 DFN또는 6핀 SOT-23 패키지 내장오실레이터 컴퍼레이터 내장 8비트 ADC PIC12F 및 PIC16F 마이크로컨트롤러제품군 PIC12F 장치는소형 8 핀패키지로제공되며 PIC16F 변형은 14 핀에서 64 핀패키지로제공됩니다. 이들장치제품군은비례제어 (Level 2 통합 ) 에적합합니다. PIC16F 제품군의일부변형은아날로그제어루프를위한레퍼런스를생성하는데사용되는하나이상의 ECCP(Enhanced Capture Compare PWM) 모듈을가지고있습니다. 기본내장된 ADC 는입력 / 출력전압및전류와온도를모니터링하는데사용되며, 컴퍼레이터는장애입력을모니터링하는데사용될수있습니다. UART, SPI 및 I²C 와같은통신주변장치는원격리모터링및제어를위해이용될수있습니다. 이들마이크로컨트롤러제품군의주요특징은다음과같습니다. 최고 5 MIPS 의작동 1 개이상의 ECCP 모듈 입력멀티플렉서를포함한컴퍼레이터 8 비트또는 10 비트 ADC 내장 RC 오실레이터 내장 5V 분로조정기 (Shunt Regulator) 통신인터페이스 : USART, SPI, I²C PIC18F 마이크로컨트롤러제품군 PIC18F제품군은 8비트 CPU를장착하고있으며 PIC16F 장치제품군에서확장된성능을제공합니다. PIC18F 장치제품군은최고 12 MIPS 속도로작동하며보다빠른제어알고리즘계산을위한하드웨어멀티플라이어 (multiplier) 를가지고있습니다. 특수 PWM, ECCP 모듈을채용한 PIC18F 제품군의다양한제품이제공됩니다. PIC18F 제품군장치는컨피규레이션또는토폴로지제어 (Level 3) 에적합합니다. 고속샘플링속도를지원하는내장 10비트 ADC는피드백매개변수를모니터링하는데이용될수있으며입력 / 출력접압및전류를모니터링합니다. UART, SPI 및 I²C와같은통신주변장치는원격모니터링및제어기능을구현하는데사용될수있습니다. H/W 멀티플라이어를통한최고 12MIPS 확장속도 1개이상의 ECCP 모듈 8 비트또는 10비트 ADC (PIC18F상의최고 200ksps 샘플속도 ) 최고 3개의내장컴퍼레이터 통신인터페이스 : USART, SPI, I 2 C, CAN, USB 8 지능형전원공급장치설계솔루션
지능형전원공급장치설계를위한 16 비트솔루션 PIC24F 마이크로컨트롤러제품군 PIC24F제품군은마이크로칩의엔트리레벨 16비트마이크로컨트롤러이며 PIC18F에서확장된성능, 프로그램메모리및 RAM으로의경로를제공합니다. PIC24F는최고 16 MIPS 속도로작동할수있으며제어알고리즘의고속연산을위한하드웨어멀티플라이어를가지고있습니다. PIC24F 제품군은원격모니터링및제어를위해다수의 UART, SPI 및 I²C 직렬통신채널을갖춘장치를제공합니다. PIC24F 장치는또한다수의 Input Capture 및 OC(Output Compare)/PWM, 컴퍼레이터및고속 10비트 ADC를포함하고있습니다. 적은핀수 PIC24F 의주요특징중하나는 PPS(Peripheral Pin Select) 입니다. PPS 는시스템의요구를충족하는데필요한최소핀수의장치를선택함으로써설계자들이설계비용을최소화할수있도록합니다. H/W 멀티플라이어를통한최고 16 MIPS 실행 2 UART, SPI 및 I²C 5 개 Input Capture 및 5 개 OC(Output Compare)/PWM 최고 500ksps 샘플속도를지원하는 10 비트 ADC 2 개내장컴퍼레이터 2 PPS 디지털전력제어를위한첨단주변장치를내장한 16 비트제품군 전력애플리케이션을위한첨단소프트웨어디지털제어루프를구현하는데는고성능 DSP 엔진과함께특수주변장치가필요합니다. dspic DSC 장치의고성능 CPU 와풍부한주변장치를통해솔루션은외장지원칩과같이많은것을요구하지는않게됩니다. 또한, dspic DSC 솔루션에서제공되는공간및비용절감이점과함께특수기능들이첨단전력변환을실행합니다. DSP 엔진은고속제어루프실행을지원하는데필요한데이터포화도, 제로오버레드루핑및배럴시프팅 (barrel shifting) 를통해단일사이클 MAC 을실행할수있습니다. 이들장치에는전력변환을위해개발된주변장치들이포함되어있습니다. 고속 PWM, ADC 및아날로그컴퍼레이터등과같은주변장치들은구성가능한내장제어패브릭을이용해함께연결될수있으며상호직접적인상호작용을통해디지털애플리케이션의획기적인성능향상을실현합니다. dspic SMPS및디지털전력변환및 dspic Motor Control and Power Conversion 제품군 대형코드및핀호환플래시장치제품군 보다효율을높은컴파일러아키텍처를채용한최고 40 MIPS 16비트 CPU 내장형 DSP 엔진으로고속정밀디지털전력제어루프 단일공급전압레일 (rail) 로추가전압레귤레이터회로제거 정밀고속내장오실레이터로외부크리스털제거 포괄적인시스템통합기능 첨단온칩지능형전원주변장치마이크로칩의 16비트 dspic DSC는고성능지능형전력공급장치를위해설계된온칩주변장치를제공합니다. Power Supply PWM 모듈 ( 고속 PWM 모듈 ) - 최고 1 나노초해상도 - 모든공통토폴로지에대한고도로구성가능한지원 - 높은 PWM 주파수로고해상도제공 - PWM에서 ADC로이벤트실행 고속 ADC(Analog-to-Digital Converter) - 10비트 /12비트해상도 - 최고 4Msps - 첨단트리거기능 고속아날로그컴퍼레이터 - 최고 4개아날로그컴퍼레이터 - 최고 4개통합 10비트 DAC 레퍼런스 - 출력은직접 PWM 및 ADC 이벤트를실행할수있음 16 비트타이머, IC(Input Capture), OC(Output Compare) 및표준 PWM 등의추가채널 통신인터페이스에는 UART, SPI, I²C, CAN 등포함 www.microchip.com/power 9
제품표 dspic33f SMPS 및디지털전력변환제품군 장치 핀 플래시메모리 Kbytes RAM Bytes Timer 16 비트 IC(Input Capture) OC(Output Compare)/ Standard PWM PS PWM ADC 10 비트 2/4 Msps 10 비트 DAC O/P 아날로그컴퍼레이터 UART SPI I²C 패키지코드 dspic33fj06gs101 18 6 256 2 1 4 6 ch 1 1 1 SOIC dspic33fj06gs102 28 6 256 2 1 4 6 ch 1 1 1 SDIP, SOIC, QFN dspic33fj06gs202 28 6 1K 2 1 1 4 6 ch 1 2 1 1 1 SDIP, SOIC, QFN dspic33fj16gs402 28 16 2K 3 2 2 6 8 ch 1 1 1 SDIP, SOIC dspic33fj16gs404 44 16 2K 3 2 2 6 8 ch 1 1 1 TQFP, QFN dspic33fj16gs502 28 16 2K 3 2 2 8 8 ch* 1 4 1 1 1 SDIP, SOIC, QFN dspic33fj16gs504 44 16 2K 3 2 2 8 12 ch* 1 4 1 1 1 TQFP, QFN *4 Msps장치 dspic30f SMPS 및디지털전력변환제품군 장치 핀 플래시메모리 Kbytes RAM Bytes Timer 16 비트 IC(Input Capture) OC(Output Compare)/ Standard PWM PS PWM ADC 10 비트 2 Msps 아날로그컴퍼레이터 UART SPI I²C 패키지코드 dspic30f1010 28 6 256 2 1 4 ch 6 ch 2 1 1 1 SO, SP, MM dspic30f2020 28 12 512 3 1 2 8 ch 8 ch 4 1 1 1 SO, SP, MM dspic30f2023 44 12 512 3 1 2 8 ch 12 ch 4 1 1 1 PT, ML dspic30f/dspic33f 모터컨트롤및전력변환제품군 장치 핀 플래시메모리 Kbytes RAM Bytes EEPROM Bytes DMA # Ch Timer 16 비트 IC(Input Capture) OC(Output Compare)/ Standard PWM 모터컨트롤 PWM Quadrature Encoder ADC 10-/12 비트 1.1/.5 Msps 16 비트 DAC Analog Comp. PMP RTCC UART SPI I²C CAN dspic30f 28-80 12-144 512-8192 1024-4096 3-5 4-8 2-8 6-8 ch Yes 6-16 ch 1-2 1-2 1 0-2 dspic33f 20--100 12-256 1K-30K 0-8 3-9 4-8 2-8 6-8 ch Yes 1-2 ADC, 4-24 ch 0-2 0-2 0-1 0-1 1-2 1-2 1-2 0-2 지능형전원공급장치솔루션을위한 16 비트 PIC24F 마이크로컨트롤러 장치 핀 플래시메모리 Kbytes RAM Bytes 타이머 IC(Input Capture) OC(Output Compare) ADC 10 비트 아날로그컴퍼레이터 UART SPI I²C 패키지코드 PIC24FJ64GA004 44 16-64 4-8 5 5 5 13 2 2 2 2 TQFP, QFN PIC24FJ64GA002 28 16-64 4-8 5 5 5 10 2 2 2 2 SOIC, SPDIP, SSOP, QFN 8 비트 PIC10F, PIC12F 및 PIC16F 마이크로컨트롤러 장치 핀 플래시메모리 Kbytes RAM Bytes EE 바이트 Timer 8/16 비트 컴퍼레이터 CCP/ECCP 아날로그또는 HS PWM ADC UART SPI I²C PIC10F206 6 0.75 24 1/0 1 PIC10F222 6 0.75 23 1/0 2 ch x 8 비트 PIC12F609/PIC12HV609* 8 1.75 64 1/1 PIC12F615/PIC12HV615* 8 1.75 64 2/1 1 1 or 2 ch, 10 비트 4 ch x 12 비트 PIC16F616/PIC16HV616* 14 3.5 128 1/1 2 1 1 8 ch x 10 비트 PIC16F690 20 7 256 256 1/0 2 4 ch, 10 비트 12 ch x 10 비트 1 1 1 PIC16F785/PIC16HV785* 20 3.5 128 256 2/1 2 1 2 12 ch x 10 비트 PIC16F917** 28/40/44 14 352 256 2/1 2 2 ch, 10 비트 5/8 ch x 8 비트 1 1 1 * 고전압 VDD 지원을위한내장분로조정기 ** LCD 세그먼트드라이버보유 10 지능형전원공급장치설계솔루션
제품표 8 비트 PIC18F 마이크로컨트롤러 장치 핀 플래시메모리 Kbytes RAM Bytes EE 바이트 Timer 8/16 비트 Comparator CCP/ECCP ADC UART MSSP PIC18FXXJ50 64-80 32-128 4 2/3 3 2/3 8ch -12ch 2 2 PIC18FXXJ90 64-80 8-32 1-2 1/3 2 1/0 12ch 2 1 PIC18FXXK20 28-44 16-64 0.5-4 256-1024 1/3 2 1/1 11ch 1 1 전력애플리케이션을위한아날로그포트폴리오 제품라인샘플장치설명 LDOs MCP1700, MCP1703, MCP1790/1, TC1301/2 입력전압 6V, 16V 및 18V. 출력전류최고 300 ma 충전펌프 MCP125X, TC766X TC7660 20 ma, TC1252 조정가능및고정, 정격 120 ma 스위칭레귤레이터 TC1303, MCP1603, MCP165X 2.0 MHz, 500 ma (TC1303 에는 300 ma LDO 포함됨 ) MOSFET 드라이버 MCP140X, MCP141X, MCP14628 Low-side 및 Low-side/High-side 드라이버 온도센서 MCP9800 Logic, I²C 또는 voltage out. ±0.5 C 정확도 Op Amp MCP60X, MCP629X RR I/O, Low Current/Low Voltage, 10 MHz 및다운 (down) PWM 컨트롤러 MCP1630, MCP1631 1MHz, V 및 I 모드, 기본내장된드라이버 직렬 EEPROM 마이크로칩직렬 EEPROM 은업계선도적인현업입증된안정성, E/W 내구성, 광범위한작동온도, 다기능초소형패키지옵션, 짧은리드타임및모든비즈니스주기의모든모듈에맞춰신속한제공등과같은강점을가지고있습니다. 다양한오퍼링은널리사용되는모든버스는물론, 새로운 UNI/O 단일와이어버스에서 128 비트부터 128 비트 ~1Mbit 까지지원합니다. 버스 / 집적도최대버스속도온도 ( C) I 2 C Compatible Interface: 1.7V-5.5V 패키지 8P 8MF 8SM 8SN ST 8MS 128 비트 16K 400 khz -40 to +85/+125 8 5 32K-64K 400 khz -40 to +85/+125 8 128K-256K 1 MHz -40 to +85/+125 8 512K 1 MHz -40 to +85/+125 14 1M 1 MHz -40 to +85/+125 Microwire Compatible Interface: 1.8V-5.5V 1K-16K 3 MHz -40 to +85/+125 8 6 SPI Compatible Interface: 1.8V-5.5V 1K-4K 10 MHz -40 to +85/+125 8 6 8K-16K 10 MHz -40 to +85/+125 8 32K-64K 10 MHz -40 to +85/+125 8 128K-256K 10 MHz -40 to +85/+125 8 512K 20 MHz -40 to +85/+125 1M 20 MHz -40 to +85/+125 UNI/O Bus Interface: 1.8V-5.5V 1K-16K 100 MHz -40 to +85/+125 3 8MC/ MNY SOT Die/Wafer www.microchip.com/power 11
지능형 전력 개발 시스템을 위한 보다 빠른 개발 지원 마이크로칩은 지능형 전원 공급 장치 솔루션을 평가할 수 있는 쉽고 경제적인 방식을 제공하는 광범위한 첨단 개발 툴과 많은 개발 보드를 제공합니다. 개발 보드와 함께 사용자가 신속하게 지능형 전력 솔루션 설계에 착수할 수 있도록 돕는 소프트웨어, 자료, 및 실습 경험 등이 포함되어 있습니다. MCP1630 Dual Synchronous Buck Regulator Board (MCP1630RD-DDBK1) dspicdem SMPS Buck Development Board (DM300023) MCP1630 Dual Synchronous Buck Regulator Demo Board는 듀얼 출력 프로그래밍 가능한 전원 공급 장치로 출력당 20A의 성능을 발휘합니다. 듀얼 출력 모두 500 khz 180 역 위상(out of phase) 이며, 하나의 +12V 입력 전원에서 전원을 공급합니다. 추가 기능으로는 프로그래밍 가능한 출력 전압, PGO(Power Good Output), 시퀀싱, 과전류 및 과열 등이 포함됩니다. 이 개발 보드는 동기식 및 비동기식 모드의 강압 컨버터 작동과 다이내믹한 출력 부하의 과도 응답에 대한 dspic30f202x/1010 SMPS 및 디지털 전력 변환 제품군의 평가를 위한 쉽고 경제적인 방법을 제공합니다. 이 보드에는 듀얼 독립 저전원 DC-DC 동기식 강업 컨버터 회로를 제어하기 위해 전원 장치 및 회로에 연결된 소켓형 dspic30f2020 장치가 포함되어 있습니다. 또한, 전위차계를 이용한 설계를 위해 애플리케이션 특징을 시뮬레이션하는 디버깅 및 직렬 통신 회로를 지원합니다. MCP1630 Automotive Input Triple Output Converter Demo Board (MCP1630DM-DDBK4) MCP1630 Automotive Input Triple Output Converter Demo Board는 자동차 애플리케이션에 사용되는 마이크로칩의 고속 PWM을 입증합니다. 마이크로컨트롤러와 함께 설정하는 경우, MCP1630 는 전원 시스템 듀티 사이클을 제어하여 3.3V/1.2A, 1.2V/600mA 및 4.7V/150mA 등 3개의 정격 전압을 제공합니다. PIC12F683 마이크로컨트롤러는 레퍼런스 전압, 푸쉬 버턴 SW1을 이용한 On/Off 컨버터 그리고 250 khz 교환 주파수의 오실레이터 펄스를 제공합니다. MCP1630는 다양한 외부 입력을 토대로 듀티 사이클을 생성합니다. 외부 신호로는 인력 오실레이터 펄스, PIC12F683 MCU의 및 피드백 전압 등이 포함됩니다. 12 지능형 전원 공급 장치 설계 솔루션 16-bit 28-Pin Starter Board (DM300027) 저렴한 가격대의 16-bit, 28-pin Starter 개발 보드는 3.3/5V로 작동하는 28핀 SDIP dspic30f, dspic33f 및 PIC24 장치를 지원합니다. 이 보드는 이들 MCU 및 DSC를 이용하여 주요 설계 요구 사항을 입증할 수 있도록 지원하는 데 이상적인 프로토타입 툴입니다. 이 보드는 USB 브리지, MPLAB ICD 2 In-Circuit Debugger, MPLAB ICD 3 In-Circuit Debugger, PICkit 2 Starter Kit 및 PICkit 3 Starter Kit 지원을 통한 UART Communication 기능을 채용하고 있습니다. 헤더는 모든 장치I/O 핀에 액세스할 수 있습니다.
첨단 개발 툴 및 레퍼런스 설계 Explorer 16개발 보드 (DM240001) AC/DC Reference Design Explorer 16는 마이크로칩의 16비트 PIC24F 및 PIC24H MCU, dspic33 DSC 및 32비트 PIC32MX 제품군을 평가하기 위한 낮은 가격대의 효율적인 개발 보드입니다. MPLAB ICD 2 In-Circuit Debugger, MPLAB ICD 3 In-Circuit Debugger 또는 MPLAB REAL ICE In-Circuit Emulator와 인터페이싱하여 애플리케이션 회로의 평가 및 프로타이핑 작업을 가속화합니다. 이 보드는 영문/ 숫자 디스플레이 및 마이크로칩의 TC1047A 고정밀 아날로그 출력 온도 센서를 채용하고 있으며, 28핀, 44 핀 및 100핀 dspic DSC 장치를 위한 플러그-인-모듈을 지원합니다. 보드상의 PICtail Plus 커텍터로 시스템을 손쉽게 확장할 수 있습니다. 이 보드는 완벽한 기능을 갖춘 300W (5V/23A 및 3.3V/69A) 전력 공급 장치로서 PFC를 활용하며 기본 컨트롤러와 대기 컨트롤러를 위해 각각 1개의 dspic SMPS 장치를 구현했습니다. 또한 이 보드는 활성 PFC(Power Factor Correction)과 함께 2단계 DC/DC 전력 변환 기능을 가진 범용 AC 입력을 가지고 있습니다. 첫번째 단계는 대기측 동기식 정류를 통합한 ZVT(Zero Voltage Transition) FB(Full Bridge) 컨버터를 통해 고전압 DC 링크를 12V DC 버스로 변환합니다. Buck/Boost Converter PICtail Plus Card (AC164133) dspic33fgs SMPS 장치를 위한 저렴한 개발 플랫폼인 Buck/Boost Converter PICtail Plus Card는 2 개의 강압 단계 출력(buck stage outputs) 및 1개의 승압 단계 출력 (boost stage outputs)을 가지고 있습니다. 강압/승압 컨버터는 +9V~+15V DC의 입력 공급 장치에서 작동합니다. dspic33fgs SMPS 솔루션에 대해 전력 변환의 디지털 제어 루프 성능, 다이내믹한 부하 성능, 다중 위상 강압 및 동기식 강압 컨버터 작동, 2개 강압 컨버터의 병렬 작동 및 단일 dspic 장치를 이용한 다수의 출력 제어 등과 같은 다양한 성능 측정 지표가 평가됩니다. 이 보드는 Explorer 16 board 또는 16-bit 28-pin Starter Board와 dspic33f SMPS 및 디지털 전력 변환 장치 모두에 사용될 수 있습니다. AC/DC 레퍼런스 설계의 데모를 원하시면 마이크로칩 한국지사의 영업 담당자에게 연락하여 일정을 협의해 주십시오. 본 설계에 대한 보다 자세한 정보는 아래에서 확인할 수 있습니다. www.microchip.com/acdcpower. 전력 설계 및 시뮬레이션 툴 마이크로칩의 Mindi Simulator Tool은 전력 관리 및 리니어 (linear) 애플리케이션에 사용되는 다양한 아날로그 및 디지털 회로의 설계 및 분석을 지원합니다. 이 직관적인 시뮬레이터 툴을 통해 설계자들은 다양한 전력, 배터리 충전기 및 리니어 애플리케이션을 위해 신속하게 회로 다이어그램을 작성하고 코드를 생성하며 회로를 시뮬레이션하는 것은 물론, 패시브 부품을 기술할 수 있습니다. Mindi 시뮬레이션 툴을 이용하여 개발된 회로는 PC 또는 워크스테이션으로 다운로드되며, 대개 시스템 다이어그램에 직접 포팅할 수 있습니다. Mindi 시뮬레이션 툴에 액세스하시려면 www.microchip.com/mindi 를 방문해 주십시오. www.microchip.com/power 13
지능형전원공급장치기술교육및리소스 귀사의전력애플리케이션을보다쉽게지능적으로발전시킬수있습니다! 지능형전원공급장치설계에대한무료웹세미나를원하시면 www.microchip.com/webseminars 로로그온해주십시오. 웹세미나제목 언어 교육시간 Switch Mode Power Supply Topologies the Forward Converter English 26분 SMPS Topologies The Buck Converter English 24분 Switch Mode Power Supplies (SMPS) Part 1 Japanese 23분 Introduction to Switch Mode Power Supplies (SMPS) English 25분 SMPS Components and Their Effects on System Design English 31분 SMPS Buck Converter Design Example English 12분 Introduction to SMPS Control Techniques English 22분 Advanced SMPS Topics English 20분 Introduction to the dspic SMPS (Part 1) English 20분 Introduction to the dspic SMPS (Part 2) English 25분 Building a dspic DSC SMPS System English 10분 Designing Intelligent Power Supplies English 30분 Developing Intelligent Power Systems Using the MCP1630 High-speed PWM English 20분 Lithium-Ion Battery Charging: Techniques and Trade-offs English 20분 전문가로부터배우기를원하십니까? www.microchip.com/rtc 에로그온하여마이크로칩전문가가강의하는공식실습세션에등록하십시오. 여기에서이론을배우고실무에적용할수있습니다. 장치아키텍처, 주변장치컨피규레이션, 장치프로그래밍, C 언어, 개발툴, 아날로그제품및그활용등의주제를다루는추가강좌가마련되어있습니다. 강좌시간유형요약 PWR1101: Battery Technology and Power Management 3.5 강의 우리의생활에휴대형장치의중요성이더욱높아지고있습니다. 이들응용장치를작동하는배터리기술은빠르게성장하는이시장의과제를충족하도록발전을거듭하고있습니다. 이강좌는실무주 / 보조배터리의작동과태양열전지및연료전지와같은기타휴대형동력원에개요및비교를제공합니다. 배터리전압안정화 (Linear, Buck, Boost, Buck/Boost), 충전알고리즘, 보호, 안전성및유지보수등에대해논의하고데모를진행할것입니다. PWR3210: Digital Power Converter Design Using dspic DSC SMPS Family 3.5 실습 이강좌는 SMPS dspic DSC 제품군을이용한디지털모드동기식강압 DC/DC 컨버터의설계및구현에대해다룹니다. dspic 프로세서를결합한 SMPS PWM, ADC 및아날로그컴퍼레이터모듈은디지털제어루프를이용한전력변환회로를개발할수있도록지원합니다. 이강좌에서는 SMPS 주변장치와실제회로내에서의사용은물론, 제어루프소프트웨어등에대해논의할것입니다. 실습세션은 SMPS dspic DSC 주변장치및제어기능을입증하는데중점을두게됩니다. 설계에대한지원이필요하십니까? 귀사의지능형전력솔루션설계를도울수있는외부컨설턴트및설계자목록은 www.microchip.com/partners 에서확인할수있습니다. 14 지능형전원공급장치설계솔루션
지능형전원공급장치교육및리소스 지능형전력솔루션애플리케이션노트 / 사용자매뉴일 / 소프트웨어 지능형전력솔루션애플리케이션 AC-DC DC-DC and POL 배터리관리 일반 문서 설명 AN701 PIC16C72A 기반의 Switch Mode Battery Eliminator AN954 무변압기형 (Transformerless) 전원공급장치 : 저항막 (Resistive) 및정전용량 (Capacitive) AN1106 dspic DSC를이용한전력변환애플리케이션내 PFC(Power Factor Correction) DS70320 SMPS AC/DC 레퍼런스설계사용자가이드 AN216 PIC 마이크로컨트롤러를사용하는 DC/DC 컨버터컨트롤러 AN874 강압컨피규레이션고성능 LED 드라이버 AN1025 5.0V 공급레일 (Supply Rail) 을정격 3.0V로변환 AN1086 PIC16F785로전력공급장치설계전환 DS70181 dspicdem SMPS Buck Development Board 사용자가이드 DS70336 Buck/Boost Converter PICtail Plus Daughter Board 사용자가이드 TB053 PIC16C781/782를이용한고전압생성 TB081 스위칭전원공급장치의소프트스타트 (Soft-Start) 컨트롤러 TB085 마이크로컨트롤러 PWM 제너레이터구동을위한단순한회로 AN626 PIC14C000를이용한납축전지 (Lead Acid) 용충전기 AN667 SMBus 인터페이스를포함한지능형충전기 AN947 휴대형애플리케이션에서의전력관리 : 리튬이온 / 리튬폴리머배터리충전 AN960 새로운구성요소및설계방법을도입해배터리충전기애플리케이션에인텔리전스제공 AN1012 PIC16HV785: 프로그래밍가능한리튬및니켈충전기 AN1015 PIC16HV785: 프로그래밍가능한압축전지용충전기 AN538 PWM를이용한아날로그출력생성 AN1035 HV 마이크로컨트롤러를이용한설계 AN1114 SMPS (Switch Mode Power Supply) 토폴로지 (Part I) AN1207 SMPS (Switch Mode Power Supply) 토폴로지 (Part II) DS01146 종합팁 & 트릭팸플릿 (Compiled Tips N Tricks Booklet) DS21913 전력솔루션설계가이드 CEXXXX 다양한주변장치및디지털전력제어루프 / 기업에대한코드예제 시작하기 마이크로칩웹사이트 (www.microchip.com) 에서는지능형전력설계에착수할수있도록돕는많은정보를제공하고있습니다. 개발툴 마이크로칩의소프트웨어및하드웨어개발툴에대한자세한내용은 www.microchip.com/tools 에서확인할수있습니다. 지능형전원공급장치설계센터 본자료에나온모든솔루션에대한보다자세한정보를원하시면, 마이크로칩지능형전원공급장치설계센터 (www.microchip.com/power) 를방문해주십시오. 여기에는본브로슈어에서언급한애플리케이션노트, 웹세미나, 사용자매뉴얼그리고소프트웨어에대한링크가포함되어있습니다. www.microchip.com/power 15
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