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dsPIC33FJ PSFB：砖形DC-DC转换器参考设计

Microchip公司的dsPIC33FJ06GS101/X02和dsPIC33FJ16GSX02/X04包括有广泛的DSP功能和高性能16位MCU架构。3.0V~3.6V的性能达到40MIPS，具有16位宽的数据通路，24位宽指令，广泛应用在AC/DC转换器、汽车HID、电池充电器、DC/DC转换器、数字照明、电磁炉、可再生能源/纯正弦波逆变器和UPS。


图1 dsPIC33FJ06GS101/X02和dsPIC33FJ16GSX02/X04 方框图

dsPIC33FJ系列主要特性：

工作范围：

• 高达40 MIPS的工作速度 (电压：3.0V~3.6V)

-工业温度范围 (-40℃至+85℃)

-扩展的温度满园 (-40℃至 +125℃)高性能 DSC CPU：

• 改进的哈佛架构

• C编译器优化的指令集

• 16位宽数据路径

• 24位宽指令

• 线性程序存储器，寻址达4M指令字

• 线性数据存储器寻址达64kb

• 83个基本指令：大多数是1个字/1循环

• 两个40位带有舍入和饱和选项的加法器

• 灵活而强大的寻址模式：

-间接式

-模数

-保留位

• 软件栈

• 16×16小数/整数乘法操作

• 32/16和16/16 除法模式

•单循环乘法和加法：

-针对DSP操作的加法器回写

-双重数据提取

• 针对高达40位数据的±16位转换数字 I/O：

• 外设引脚选择功能

• 高达35个可编程数字I/O引脚

• 针对30引脚的唤醒/变化中断功能

• 输出引脚可驱动3.0V至3.6V的电压

• 采用开源配置的最高5V输出

• 5V 容差数字输入引脚(RB5除外)

• 所有引脚上的16 mA源/吸收电流片上Flash和SRAM：

• 闪存程序存储器（高达16kb）

• 数据SRAM (高达2 kb)

• 用于程序闪存的启动和整体安全外设特性：

• 计时器/计数器，最多三个16位计时器

-可以成对形成一个32位计时器

• 输入捕捉（多达两个通道）：

-两个边的向上捕捉和向下捕捉

-16位捕捉输入功能

-每个捕捉上，深度为4的FIFO

• 输出比较（最多两个通道）：

-单/双16位比较模式

-16位假信号PWM模式

图2 dsPIC33FJ06GS101/X02和dsPIC33FJ16GSX02/X04 CPU 核方框图

• 4线SPI：

-设计支持I/O与简易的编码译码器互联

-深度为1的FIFO缓冲器

-支持8位和16位数据

-支持所有串行时钟格式和取样模式

• I2C：

-支持完全的多主从模式

-7位和10们寻址

-总线冲突检测和仲裁

-集成的信号调节

-从地址掩码

• UART：

-寻址位检测的中断

- UART误差的中断

-从休眠模式中从启动位唤醒

- 4字符 TX和RX FIFO缓冲器

- LIN总线支持

-硬件中IrDA 编码和解码

-高速波特模式采用CTS和RTS的硬件流控制


图3 1/4砖形DC/DC转换器的dsPIC® DSC资源图



1/4砖形DC/DC转换器参考设计

这种参考设计提供了评估电源的简易方法，以及面向中间总线架构（IBA）的高密度1/4砖型DC-DC转换器的SMPS dsPIC®数字信号控制器的特性。这些参考设计的实现是通过采用一个Microchip公司的dsPIC33F “GS”数字电源DSC，提供了电源转换的完整数字控制和系统管理功能。正如参考设计中所展示的，dsPIC33F ‘GS’器件使得设计者能够通过采用降低了转换功耗的相位转换全桥（PSFB）来简单、低成本的创建产品并实现高达94%的效率。在使用时，根据授权协议，1/4砖DC/DC转换器参考设计特许免费。

这一参数设计采用36V至76V DC的电信输入范围并提供12V的电压，功率为200W。由于采用平面磁技术进行设计，这个参考设计实现了多种非线性技术，从而提高了性能和效率。


图4 1/4砖形DC/DC转换器参考设计外形图

1/4砖形DC/DC转换器参考设计主要特性

• 一次和二次MOSFET控制

• 有效电流分配

• 远程ON/OFF

• 可编程的软启动功能

• 受控的下降时间

• 电压、电流、温度监测和保护

• 可配置的输出电压

• 完全的数字控制

• 1/4砖形DC/DC转换器参考设计指 标：

•行业标准型1/4砖 (36.8mm×58.4mm×11.4 mm)

• 宽输入范围36V～76V

• 输出电压：12V

• 输出电流：17A

• 输出功率：200W

• 效率高于93%

• 1500 Vdc输入至输出绝缘