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Moduladores PWM Microchip MCP1631

17.11.2021

A Microchip desenvolveu moduladores PWM de alta velocidade que podem transformar a maioria dos microcontroladores de uso geral em controladores de conversores de potência de comutação completos com funcionalidade flexível. Cada um dos microcircuitos da linha MCP1631 contém um conjunto básico de nós usados em controladores PWM modernos, incluindo um modulador PWM de alta velocidade, driver MOSFET, amplificadores, comparadores, além de elementos analógicos e digitais adicionais que conectam todos os componentes do microcircuito em um único sistema. Ao mesmo tempo, o controle de alto nível do conversor, incluindo a formação da frequência de conversão, definindo a tensão de saída e a corrente de saída, é realizado programaticamente usando um microcontrolador de uso geral, gerando e processando apenas alguns sinais.

Os chips MCP1631 e MCP1631HV são projetados para criar reguladores de corrente, enquanto MCP1631V e MCP1631VHV são a base para criar reguladores de tensão. A seção de potência dos microcircuitos MCP1631 e MCP1631HV pode operar a partir de fontes de alimentação primárias com tensão de 3,0 ... 5,5 V. Para aplicações de tensão mais alta, você deve usar os microcircuitos MCP1631HV ou MCP1631VHV, cuja faixa de operação da tensão de entrada é estendida para 16 V. Ao mesmo tempo, as versões on-chip de alta tensão dos chips MCP1631 (MCP1631HV e MCP1631VHV) possuem um regulador LDO adicional com uma tensão de saída de 3,3 ou 5 V e uma corrente máxima de saída de até 250 mA, que pode ser usado para alimentar o microcontrolador e outros nós auxiliares.

Uma vez que todas as funções de alto nível são implementadas em software, a atribuição de aplicativo do mesmo circuito pode ser facilmente alterada modificando o código-fonte ou alterando as configurações na memória não volátil (se o software suportar tal função). Por exemplo, o mesmo carregador pode ser facilmente reconfigurado para funcionar com baterias de íons de lítio, níquel-cádmio, níquel-hidreto metálico ou chumbo-ácido, e o número máximo e a capacidade das células são determinados apenas pelas capacidades da unidade de energia, e os limites de tensão, valores de correntes de carga, bem como macroalgoritmos de carga são gerados por software. Além disso, a substituição do software de alto nível permitirá, sem qualquer modificação da parte de alimentação, transformar o carregador em, por exemplo, um driver de LED com tipo e número de lâmpadas personalizáveis.

Para que os chips MCP1631 funcionem corretamente, um software externo deve gerar sinais para definir a tensão de saída, a corrente de saída e a frequência e o ciclo de trabalho do sinal PWM para controlar o transistor de potência. Se necessário, o microcontrolador também pode fornecer controle de temperatura de transistores de potência ou células de bateria. O resto das funções de baixo nível, incluindo proteção contra surtos, são tratadas pelos nós dos chips MCP1631.

Características dos chips MCP1631:

a capacidade de criar carregadores universais com configurações programáveis para trabalhar com diferentes tipos e números de células de bateria;
a possibilidade de criar conversores com frequência de comutação de até 2 MHz;
a capacidade de criar sistemas de energia com funções inteligentes (Intelligent Power Systems);
a capacidade de criar estabilizadores de corrente (MCP1631, MCP1631HV) e estabilizadores de tensão (MCP1631V, MCP1631VHV)
a capacidade de trabalhar com fontes de alimentação primárias com tensão de até 16 V (MCP1631HV, MCP1631VHV);
a presença de um estabilizador LDO adicional com uma tensão de saída de +3,3 ou +5,0 V e uma corrente de saída de até 250 mA (MCP1631HV, MCP1631VHV);
definir a frequência de comutação, ciclo de trabalho máximo, tensão de saída e corrente de saída usando um microcontrolador externo;
a presença de um amplificador de erro, bem como amplificadores de sinal gerados por sensores de tensão e corrente;
presença de um comparador de proteção contra sobretensão;
a presença de uma unidade de proteção contra a redução da tensão de entrada;
a presença de um driver MOSFET externo com uma corrente de saída de até 1 A;
baixo consumo de corrente no modo desligado (aproximadamente 2,4 μA);
a possibilidade de implementar o controle de temperatura (usando um microcontrolador);
suporte para vários tipos de pacotes: TSSOP de 20 pinos, SSOP (todas as versões) e QFN de 20 x 4 mm de 4 pinos (somente MCP1631 e MCP1631V).
As principais aplicações em que a família de chips MCP1631 pode ser utilizada são:
carregadores universais que suportam diferentes tipos de baterias;
Sistemas de iluminação e iluminação LED;
conversores de pulso de uso geral baseados na topologia SEPIC;
Carregamento USB.

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A ressonância magnética geralmente é realizada em hospitais e outros estabelecimentos de saúde como parte do processo de diagnóstico de doenças. A tecnologia de ressonância magnética permite obter uma imagem da densidade de distribuição de spins (rotações) de elétrons e prótons de átomos do corpo humano, e quanto mais essas rotações são registradas por sensores de equipamentos sensíveis, mais alta qualidade e informativa é a pesquisa .

No entanto, os cientistas mencionados acima provaram que a tecnologia de ressonância magnética também pode ser usada em relação a átomos únicos localizados na superfície. Para isso, é utilizado um microscópio de varredura de tunelamento, que, usando uma ponta "afiada" para a espessura atômica, permite escanear e obter uma imagem de átomos individuais.

Nesses experimentos, foram examinados os átomos de dois elementos químicos, ferro e titânio, ambos materiais magnéticos. Através do processo de manipulação de objetos de tamanho nano, os átomos desses elementos foram colocados na superfície e, portanto, ficaram claramente visíveis usando um microscópio de tunelamento. Os pesquisadores então escanearam esses átomos com a ponta de um microscópio, que produziu uma imagem da distribuição do campo magnético de cada átomo e uma imagem da interação magnética entre os átomos, que atraíam ou repeliam como pequenos ímãs, dependendo da direção. de rotação de seus elétrons.

Em um futuro próximo, os pesquisadores planejam usar a tecnologia de ressonância magnética "atômica" para estudar e mapear a distribuição de campos magnéticos de estruturas mais complexas, como moléculas orgânicas e cristais de materiais magnéticos. Isso, por sua vez, fornecerá aos cientistas novos dados sobre a estrutura da matéria, que poderão ser usados posteriormente no desenvolvimento de novos materiais, por exemplo. Além disso, essa tecnologia pode ser usada para medir e controlar o estado de sistemas quânticos que executam determinadas funções computacionais muito mais rapidamente do que os computadores convencionais.

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