Новые мониторы питания Microchip позволяют более гибко реагировать на события в системах энергоснабжения

16 ноября

телекоммуникацииучёт ресурсовуправление питаниемавтоматизацияинтернет вещейMicrochipновостьинтегральные микросхемы

Компания Microchip расширила семейство прецизионных многоканальных мониторов питания с двумя АЦП, дополнив их двумя новыми линейками с увеличенным количеством тревожных линий. По сравнению с существующей линейкой PAC193x, содержащей всего одну тревожную линию (ALERT), в микросхемах PAC194x и PAC195x предусмотрены две линии оперативного оповещения центрального процессора о критических событиях, происходящих в контролируемых системах. Кроме того, стало возможным повысить точность измерения контролируемых параметров в низковольтных системах – на это специально ориентирована линейка микросхем PAC194x.

Являясь лидером в производстве прецизионных многоканальных мониторов питания, компания Microchip отошла от традиционных подходов к определению уровня энергопотребления, заключающихся в последовательном измерении уровня напряжения и тока. Примененная технология одновременной оцифровки контролируемых параметров позволяет более точно определять реальную нагрузку системы электроснабжения постоянного тока. Микросхемы PAC194x и PAC195x содержат два 16-разрядных АЦП, один из которых предназначен для измерения напряжения, а второй – тока, протекающего по питающей шине (рисунок 1). Результаты измерений всех каналов, количество которых может достигать четырех, обрабатываются и накапливаются в интегрированной памяти и доступны для получения через интерфейс I2C. Кроме этого, микросхемы PAC194x и PAC195x осуществляют первичный анализ результатов измерений, и если какой-либо из контролируемых параметров выйдет за пределы заранее запрограммированных значений, то на одной из тревожных линий (ALERT1 или ALERT2) будет установлен низкий уровень, что позволит центральному процессору оперативно узнать о наличии проблем в системе энергоснабжения.

Рис. 1. Структурная схема микросхем PAC194x и PAC195x

Рис. 1. Структурная схема микросхем PAC194x и PAC195x

Наличие двух тревожных линий позволяет увеличить скорость реакции на критические события, происходящие в системе. Например, в одноканальных мониторах PAC1941 или PAC1951 одну из линий можно настроить на генерацию тревожного сигнала при обнаружении уменьшения напряжения на питающей шине, а вторую – при ее перегрузке по току. Получив эти сигналы, центральный процессор сможет сразу определить причину прерывания и оперативно принять решение о последующем алгоритме работы, не дожидаясь получения дополнительной информации по достаточно медленному интерфейсу I2C. Обе тревожные линии имеют независимые настройки и могут быть запрограммированы на генерацию сигналов при обнаружении выхода измеряемого напряжения или тока за пределы допустимых значений (минимального и максимального), а также в случае превышения мощности, потребляемой от первичного источника питания.

Кроме более гибкой системы оповещения центрального процессора, ключевыми преимуществами мониторов питания PAC194x и PAC195x являются высокая точность измерений, достигаемая за счет применения 16-разрядных АЦП, а также низкое энергопотребление, обусловленное использованием самых современных технологий производства полупроводниковых компонентов. При этом наиболее ощутимый выигрыш в энергопотреблении наблюдается при использовании многоканальных микросхем. Например, ток потребления двухканальных мониторов PAC1942 или PAC1952 при температуре кристалла 125°C не превышает 495 мкА, в то время как аналогичная система, реализованная на основе традиционных одноканальных решений, будет иметь ток потребления около 720 мкА, что приблизительно на 31% больше (рисунок 2).

Рис. 2. Сравнительный анализ энергопотребления микросхем PAC194x и PAC195x и наилучших конкурирующих решений

Рис. 2. Сравнительный анализ энергопотребления микросхем PAC194x и PAC195x и наилучших конкурирующих решений

Кроме этого, новые мониторы питания не критичны к расположению токоизмерительных резисторов, в то время как в большинстве конкурирующих решений для уменьшения ошибки при измерении тока эти элементы должны находиться в непосредственной близости от АЦП. Микросхемы PAC194x и PAC195x могут без снижения точности работать с токоизмерительными резисторами, расположенными на значительном расстоянии от корпуса микросхемы, что упрощает требования к разводке печатной платы и общей компоновке системы.

Основной областью применения новых мониторов питания являются приложения, требующие высокоточного определения уровня энергопотребления, особенно при наличии ограниченного запаса энергии для работы системы. В эту категорию попадают, в первую очередь, приложения с питанием от автономных источников, в которых значительные траты энергии на вспомогательные системы могут привести к сокращению времени автономной работы. В некоторых случаях точное значение энергопотребления является критически важным условием нормальной работы прикладных высокоуровневых узлов. Например, в оптоволоконных системах передачи данных информация о мощности, потребляемой передающим фотодиодом, необходима для обеспечения требуемого качества канала связи. Кроме этого знание реального уровня энергопотребления является важным для владельцев информационных центров, на работу которых, по современным оценкам, тратится около 1% всей выработанной электроэнергии.

Микросхемы PAC194x и PAC195x функционально аналогичны и отличаются лишь диапазоном рабочих напряжений. Линейка PAC195x, как и более ранние представители данного семейства (PAC193x), рассчитана на работу в системах с напряжением до 32 В, в то время как линейка PAC194x специально ориентирована на использование в приложениях, работающих от одно- и двухъячейковых литий-ионных аккумуляторов, и может работать в системах с напряжениями до 4,5 или до 9 В. Причем для микросхем PAC194x выбор напряжения питающей шины настраивается программно и не приводит к ухудшению точности измерений.

Осуществляя комплексную поддержку своих клиентов, компания Microchip предлагает также специализированные демонстрационные платы, позволяющие разработчикам быстро оценить потенциальные возможности применения этих продуктов в своих приложениях. Например, демонстрационная плата EV40S84A (рисунок 3) содержит четырехканальный монитор питания PAC1944 со всеми необходимыми внешними компонентами и позволяет сформировать полноценную измерительную систему на ее основе буквально за несколько минут.

Рис. 3. Внешний вид демонстрационной платы EV40S84A

Рис. 3. Внешний вид демонстрационной платы EV40S84A

•••

Наши информационные каналы

О компании Microchip

Microchip Technology Inc. - ведущий поставщик микроконтроллеров, схем смешанного сигнала, аналоговых полупроводников и решений на основе флэш-IP. Решения Microchip обеспечивают разработку с низким уровнем риска, снижают общую стоимость системы и сокращают время выхода на рынок для тысяч различных клиентских приложений по всему миру. Штаб-квартира в Чандлер, штат Аризона. Продукция Microchip обладает высокими качеством и уровнем технической поддержки. Продукция Microchip обладает высоким уровн ...читать далее

Товары
Наименование
PAC1933T-I/JQ (MCRCH)
PAC1932T-I/J6CX (MCRCH)
PAC1932T-I/JQ (MCRCH)
PAC1944T-E/J6CX (MCRCH)
PAC1944T-E/4MX (MCRCH)
PAC1941T-1E/J6CX (MCRCH)
PAC1952T-1E/J6CX (MCRCH)
PAC1952T-2E/4MX (MCRCH)
PAC1952T-1E/4MX (MCRCH)