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数位电源控制的最後一块拼图 ━ 在线更新韧体
 

【作者: 李政道】2018年05月24日 星期四

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在当今日新月异的时代,数位化应用已是日益广泛,无所不在的地步。就连最常见的电源区块,也已经一步一步更大范围的转换到数位电源的领域上,以更极致的控制美学与更弹性的调配能力,用於追求系统的最隹化,效能最大化的最隹状态。然而这样就是数位电源的终点?


想必不是,这之间存在一个问题需要克服:如何更新韧体并同时维持电源稳定输出?


无论是为了增加功能,或者解决存在的问题而需要更新韧体,於一般的应用中,这是普遍又再简单不过的功能。但对於数位电源来说却是个难题,因为一般而言,更新韧体时,数位控制??路会处於暂停的状态,并且维持很长一段时间,若此时输出负载发生变化,控制停摆的这段期间内,轻者输出无法维持在合理范围内,更甚者极可能造成电源损毁。


Microchip因应客户需求推出新系列dsPIC33EP GS产品,不仅能够在线更新韧体且不需担心电源控制停滞的问题,还能够同时保存新旧两版本韧体於单晶片中但不会被非法读取仿冒。


从下方图(一) 可以看出,Partition 1 & 2分别表示两个独立的韧体版本,此系列可以操作在两种模式,单一启动区块与双启动区块模式。双启动区块模式时,个别区块之间是无法互相读取的,以确保客户智慧结晶受到保护。


 Dual-Plash示意图


dsPIC33EP GS产品在烧录新版韧体期间,旧版依旧能正常运作,不受任何影响而导致电源失去控制。烧录完成後即可在弹指之间,快速切换到新版本韧体,并立即开始运作新版韧体。


本文透过图(二) Microchip Digital Power Starter Kit II做基本的验证说明。此实验版是一块数位控制电源板,可运用dsPIC33FJ GS以及dsPIC33EP GS两个系列,其中包含一个独立的DC/DC同步降压转换器和一个独立的DC/DC升压转换器,两个转换器皆具备了同步整流功能,并且能支援电压与电流两种控制模式。为方便实验,於每个转换器输出皆有MOSFET控制的电阻负载,当然也能连接使用外部负载做更复杂的调整。人机界面则预留有电压、电流、温度和故障条件的LCD显示器。同时此实验版已整合了的烧录与除错器,可直接使用USB介面进行烧录与除错。


 Digital Power Starter Kit II


观察图(三) 实际动态切换韧体版本展示图可以得知,原本V1.0版本采用的是效能较差的2P2Z控制方式,较低的相位馀裕,当输出有大范围的动态负载变动时,会造成较大的输出电压变化量,并且有振荡现象。接着图3中间为韧体进行切换,约3.15us後,其韧体已经是新的版本V1.1,由於新韧体V1.1采用的是3P3Z的控制方式,其增加了相位馀裕,大幅度降低输出电压变化量,同时也解决了振荡现象。图中CH1黄色线为输出电压,於3.15us的切换期间,输出电压并没有任何改变,用以确保韧体切换不会影响电源的控制,保证电源的持续性。


实际动态切换韧体版本展示图


欢迎到Microchip的Intelligent Power网页及资源中心阅读更多的资料与讯息:


http://www.microchip.com/design-centers/intelligent-power


http://www.microchip.com/DevelopmentTools/ProductDetails.aspx?PartNO=DM330017-2


作者 李政道 Microchip应用工程师


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