Funcionamiento de la junta
La placa DCP denominada MCP19061 muestra cómo funciona el dispositivo MCP19061 en una topología buck-boost de 4 interruptores con el propósito de suministrar cargas USB y cargarlas con el voltaje requerido dentro de un rango permitido, independientemente del valor de voltaje de entrada.
Está configurado para regular de forma independiente la cantidad de voltaje y corriente de salida para cada canal USB (su perfil de carga individual), mientras se comunica simultáneamente con las cargas conectadas por USB-C usando los protocolos de pila USB-PD.
Todos los parámetros operativos son programables usando los dos controladores Microchip USB-PD integrados, mediante una reconfiguración dinámica y personalización de las operaciones de carga, la conversión de energía y otros parámetros del sistema.
La demostración muestra cómo activar la capacidad de carga rápida USB PD Programmable Power Supply (PPS) para tecnología avanzada de carga que puede modificar el voltaje y la corriente en tiempo real, para obtener la máxima potencia basada en el estado de carga del dispositivo.
El dispositivo MCP19061 funciona en conjunto con bucles de control tanto de sentido de corriente como de voltaje, para monitorizar y regular el voltaje y la corriente de carga. Además, la placa detecta automáticamente la presencia o eliminación de una carga compatible con USB-PD.
Cuando una carga compatible con USB-PD se conecta al puerto USB-C 1 (en el lado derecho de la PCB, este es el superior), comienza la comunicación USB y la placa DCP MCP19061 muestra los perfiles de carga bajo la ventana del puerto 1.
Si se conecta otra carga USB-PD al puerto USB-C 2, la ventana del puerto 2 se llena de la misma manera.
El controlador Microchip MCP19061 PWM
El MCP19061 es un controlador buck-boost de 4 interruptores altamente integrado, de señal mixta, que opera de +4,5 V a +36 V y puede soportar hasta +42 V sin funcionar.
Se añadieron diversas mejoras al MCP19061 para proporcionar compatibilidad USB-PD con componentes externos mínimos para mejorar la calibración, precisión y flexibilidad.
Cuenta con un controlador PWM digital con un bus de comunicación serial para programabilidad externa y reportes. El modulador regula el flujo de potencia controlando la duración de los periodos de encendido y apagado de la señal, o anchos de pulso.
De tal forma, el funcionamiento del MCP19061 permite una conversión eficiente de potencia, con la capacidad de operar en topologías buck (reductor), boost (step-up) y buck-boost, para varios niveles de tensión que son menores, superiores o iguales al voltaje de entrada.
Proporciona excelente precisión y eficiencia en las conversiones de energía para sistemas embebidos, minimizando las pérdidas de energía.
Principales propiedades
Sus características incluyen frecuencias de conmutación ajustables, controladores MOSFET integrados y protección avanzada contra fallos. Los parámetros operativos, niveles de protección y procedimientos de manejo de fallos son supervisados por una máquina de estados propietaria almacenada en su memoria no volátil, que también almacena los parámetros de ejecución.
Los registros digitales internos gestionan la personalización de los parámetros operativos, los perfiles de arranque y apagado, y los niveles de protección, así como los procedimientos de gestión de fallos.
Para ajustar la corriente y el voltaje de salida, se utiliza una tensión de referencia integrada de alta precisión. Los divisores internos de entrada y salida facilitan el diseño manteniendo una alta precisión. Un amplificador de detección de corriente (CSA) de alta precisión permite una regulación y medición de corriente precisas.
El MCP19061 contiene tres LDO internos: 5 V LDO (VDD) para alimentar circuitos analógicos internos y controladores de puertas, así como para suministrar 5 V externamente, 4 V LDO (AVDD) alimenta el circuito analógico interno y un LDO de 1,8 V suministra el circuito lógico interno.
Finalmente, el MCP19061 se entrega encapsulado en un VQFN de 32 cables de 5 mm x 5 mm, lo que permite a los diseñadores de sistemas personalizar características específicas de cada aplicación sin costosos gastos en la placa ni costes adicionales de componentes. Un bus serial I2C de 1 MHz permite la comunicación entre el MCP19061 y el controlador del sistema.
El MCP19061 puede programarse externamente. Para su evaluación y pruebas adicionales, Microchip proporciona al MCP19061 un panel de evaluación dedicado, el EV82S16A.
