Microchip全新數位訊號控制器 為數位電源挹注新的主流應用
居業界領先地位的微控制器及類比元件供應商Microchip Technology，日前推出七款新一代16-bit dsPIC數位訊號控制器(DSC)，因應一般多迴路切換式電源供應(Switch-Mode Power Supplies, SMPS)及其他功率轉換應用的需要。這些元件採用了專為數位功率轉換而設的DSC封裝，且為業界最小的6×6 毫米封裝尺寸；產品價格遠低於Microchip第一代SMPS系列，卻可發揮兩倍效能。這些DSC標榜「智慧型電源週邊(Intelligent Power Peripheral)」，包括專為數位電源應用設計的內部互連類比比較器(interconnected analog comparators)、脈衝寬度調變模組以及類比至數位轉換器等，並能透過軟體、搭配多種拓墣進行配置。高度的彈性，讓電源設計人員可以根據特定產品應用的特性，選擇最佳配置。此外，新款dsPIC33系列配備線上燒錄功能(in-circuit programming)，讓一般SMPS平台可於生產流程的後續階段才進行區分，節省時間及成本。
Microchip高效能微控制器部門副總裁Sumit Mitra表示：「Microchip的數位電源DSC系列，無論在價格、性能、靈活性及效率方面均突破傳統，勢將引發一場新興的數位電源革命。」
產業分析師皆認為，數位電源市場可望在未來幾年迅速成長。市場研究機構Darnell Group總裁Jeff Shepard指出：「我們預測數位迴路控制技術將於未來五年大放異彩，市場增長率將達到整體電源市場單位成長率的五倍。到了2013年，數位迴路控制元件的銷售數量，將高達14億之多。」
這七款新型dsPIC33F「GS」系列數位電源DSC，均配備4至8組解析度為一奈秒(ns)的高速脈衝寬度調變器(PWM)，多達4組20奈秒的比較器，每個比較器上均配備整合數位至類比轉換器以及1至2組可實現低延遲和高解析度控制，並內建每秒能進行二至四百萬個採樣(MSPS)的10-bit類比至數位轉換器(ADC)，能為數位控制迴路提供完善支援。該元件並採用18至44接腳，備有6至16 KB快閃記憶體，接腳設計可與Microchip第一代數位電源DSC系列相容。
這些DSC元件的互動式週邊配備既可將處理器的干預減至最低，又能符合高速電流模式控制(high-speed current-mode control)的即時需求。適用於AC/DC轉換器、DC/DC功率轉換器，以及嵌入式電源控制器、電源換流器、不斷電電源供應器(Uninterruptible Power Supplie, UPS)及數位照明等功率轉換應用。除此之外，具備一奈秒解析度的PWM，可輕易符合各類型切換式電源對精確控制時序的要求，甚至連同步整流器精準控制需求也能符合。
Emerson Network Power首席工程師Frankie Chan表示：「我們將在6千瓦AC/DC伺服器電源產品中採用dsPIC33 DSC。元件中的PWM及ADC模組不僅性能強勁，而且靈活過人，可在切換式電源應用中大展身手。我們的團隊在未來的設計方案中，都傾向採用Microchip的切換式電源DSC達成數位控制。」
最新的數位電源dsPIC33F系列透過在DSC上運作的軟體，和易於配置的高性能整合週邊設備，實現對功率轉換的全面控制。有了這些DSC，數位電源的設計人員不再受類比設計技術的限制，也不必為適應元件變化而使用過大元件；亦不再需要擔憂元件漂移和溫度補償問題，生產線後端的人工調整方式將成為歷史。而由於設計人員透過軟體而不是硬體實現產品的多樣化，因此，極少的產品平台就可以滿足更廣泛的應用需求。除此之外，設計人員還可以透過新的數位拓樸結構以更加靈活的方式開發高功率密度和改善成本效益的電源產品。
dsPIC33F「GS」系列的元件共提供十種PWM工作模式，包括標準、互補、推挽、可變相位及中心對齊等。元件的片上10-bit ADC設有多達12個輸入通道，提供2 MSPS的採樣率；系列中含兩個ADC的元件，更可提供高達4 MSPS的組合轉換率。其先進的採樣功能，可個別觸發4個採樣及保持通道，並進行精確的個別或同步採樣。而當故障／電流限制的情況發生時，內建的類比比較器可協助快速切斷PWM，並重設PWM的週期；另外，不需軟體的額外負擔，即可主動觸發類比數位轉換器。
dsPIC33FJ06GSXXX元件配備6 KB的快閃記憶體和兩個PWM產生器；dsPIC33FJ16GS4XX具有16 KB的快閃記憶體及三個PWM產生器；而dsPIC33FJ16GS5XX則具有16 KB的快閃記憶體及四個PWM產生器。系列中各款元件皆可在3.0V至3.6V的電壓範圍內操作。其他特點包括：
- 40 MIPS性能
- 採用6×6 mm的小型QFN封裝
- 內建高速類比比較器(多達四個)
- 內建10-bit 數位類比轉換器(DAC)
- 支援UART、I2C及SPI通訊介面
- 透過「週邊接腳選擇」功能進行內部接腳映射，從而最佳化印刷電路板的配置
- 快速且決定性的中斷回應(interrupt response)
- 更寬廣的操作溫度範圍(-40°C至125°C)
- 可彈性配置ADC 、比較器及PWM以處理高峰負載，無須CPU介入
新元件可應用於：AC/DC電源供應、功率因數修正(PFC)、DC/DC轉換器、不斷電電源供應器及電源換流器。此外，dsPIC33F 「GS」元件上的超高速PWM及ADC，亦能為其他多種應用帶來絕佳的效益，如數位照明(包括高壓氣體放電燈)和液晶顯示器(LCD)背光等。
開發支援
dsPIC33F「GS」系列DSC擁有多項專業支援，包括MPLAB 整合開發環境 (IDE)、dsPIC DSC專用的MPLAB C編譯器、MPLAB SIM 30軟體模擬器、MPLAB ICD 3線上除錯器，以及MPLAB視覺化裝置初始器。
Microchip的Explorer 16(編號 # DM240001)開發板可與全新升壓／降壓轉換器PICtail Plus子板(編號 # AC164133)一併使用，支援進階開發。dsPIC33F「GS」系列的插入式介面模組(Plug-in Module, PIM)可供Explorer 16(編號 # MA330020) 使用，以便利用全新DSC系列進行開發。另一方面，新的PICtail Plus亦適用於Microchip的16-bit 、28接腳初學者開發板(編號 # DM300027)。
此外，Microchip先前推出的升壓／降壓轉換器PICtail Plus子板是一款備有兩個獨立DC/DC同步降壓轉換器及一個獨立DC/DC升壓轉換器的電路板，能為子板連接器提供所有不可或缺的電源、驅動及控制訊號。該電路板透過在dsPIC33 DSC上運作示範軟體，能同時控制兩個降壓級，或一個降壓級和一個升壓級。
升壓／降壓轉換器PICtail Plus子板的三個供電級，均由Explorer 16開發板控制。此開發板提供了對軟體的閉迴路比例-積分-微分(PID)控制，保持理想的輸出電壓水準。dsPIC33F DSC提供了類比至數位轉換、PWM產生、類比比較及通用I/O所需的記憶體及週邊設備，毋需外加電路也可執行有關功能。
Microchip的線上資源中心提供了更多有關數位電源轉換的資料，網址為： www.microchip.com/SMPS 。
供貨時程
dsPIC33FJ06GS101採用18接腳SOIC封裝；dsPIC33FJ06GS102、dsPIC33FJ06GS202、dsPIC33FJ16GS402及dsPIC33FJ16GS502採用28接腳SOIC、SPDIP及6×6 mm的QFN封裝；dsPIC33FJ16GS404及dsPIC33FJ16GS504則採用44接腳的TQFP及QFN封裝。產品樣本現於 http://sample.microchip.com 供應，並可透過Microchip的授權經銷商或於 www.microchipdirect.com 進行批量訂貨。
有關進一步資料，可聯絡Microchip的業務代表、全球授權經銷商，或瀏覽以下網頁： www.microchip.com/SMPS 。
dsPIC數位訊號控制器簡介
dsPIC數位訊號控制器(DSC)屬於16-bit (數據)改良型哈佛(Harvard)結構RISC設計。能有效結合高效能16-bit 微控制器的控制優點，以及數位訊號處理器(DSP)的高運算速度。大部分指令只需一個時脈週期便可執行，而由於dsPIC DSC具備固定和決定性的中斷延遲(interrupt latency)，故能提供可預測的即時效能。有關dsPIC DSC系列的進一步資料，可瀏覽 www.microchip.com/dspic 。
Microchip客戶支援
Microchip致力為客戶提供支援服務，協助設計工程師提升產品開發的速度和效率。客戶可於 http://www.microchip.com 享用四大類主要服務︰「支援」區確保客戶問題可獲得快速的回覆；「樣品」區為所有Microchip元件提供測試樣品；「microchipDIRECT」提供二十四小時的報價、訂單及庫存服務，讓客戶可更方便快捷地採買所有Microchip元件及開發工具；「訓練」區則可透過網上講座、區域性的產品發表會、各種研討課程及每年在全球舉行的MASTERs活動等途徑來滿足客戶對教育訓練的需求。
關於Microchip Technology
Microchip Technology Inc.(NASDAQ：MCHP)是全球領先的微控制器及類比半導體供應商，為全球數以千計的消費型產品提供低風險的產品研發技術，並降低系統總成本和縮短產品的上市時間。Microchip總部位於美國亞歷桑那州Chandler市，提供客戶專業的技術支援、可靠的產品和卓越的服務品質。相關公司資訊可參考 http://www.microchip.com 。