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通过基于ISL85403和PIC32MZ1024EFH064的升降压解决方案最大化性能

轻松定制您的电源需求

Buck-Boost 3 Click with PIC32MZ clicker

已发布 6月 25, 2024

点击板

Buck-Boost 3 Click

开发板

PIC32MZ clicker

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ1024EFH064

多亏了我们先进的Buck-Boost组合,实现了宽输入电压范围调节,并在升压和降压模式之间无缝切换。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Buck-Boost 3 Click基于Renesas的ISL85403, 这是一款集成高端MOSFET和低端驱动器的2.5A稳压器, 使其可以用于不同的拓扑结构。Buck-Boost 3 Click使用单电感升降压拓扑, 无论输入电压如何,都能在输出端维持选定的3.3V或5V。输入电压可以在约2.5V到35V之间变化。这使得Click板™适用于电池电源调节器,例如,在保持输出恒定电压的同时补偿电压下降,这对于嵌入式系统是必要的。ISL85403提供两种工作模式:PWM和PFM。这些模式根据MOSFET的电流自动切换,确保输出端轻载和重载时的最佳效率。PFM(脉冲频率调制)模式允许ISL85403在轻载时更高效。在这种情况下,由于连接负载更慢地耗尽存储的电感器能量,PWM振荡器的频率可以显著降低。虽然PFM模式对轻载更高效,但它会产生稍高的输出电压波动。这使得PFM模式非常适合于连接设备进入休眠模式或睡眠模式的情况。

Buck-Boost 3 Click有一个电阻,将设备设置为在MOSFET电流降至0.4A以下之前以PWM模式运行。最大输出电流取决于许多外部因素,主要是散热、内部PWM振荡器的占空比和输入电压。由于Buck-Boost 3 Click使用带外部低端MOSFET的同步开关模式,散热有所降低,但仍取决于输入电压和占空比。ISL85403数据表提供了计算特定输入和输出电压及电感器电流的占空比的公式。一旦这些值确定,就可以计算负载可用的最大电流,考虑到电感器电流通过连接在ISL85403的ILIM引脚和GND之间的电阻限制在约2.75A。通过将标记为VOUT SEL的SMD跳线设置为3V3或5V位置,可以选择输出电压。该跳线用于为ISL85403 IC的FB引脚选择两个电阻值之一。这些电阻的值经过计算,使Click板™在3.3V和5V之间进行选择。大多数嵌入式应用使用这两种电压之一,因此这些值是相应选择的。输出电压的存在通

过Click板™上的OUT指示LED指示。ISL85403不驱动此指示器;该LED直接由输出端子供电。为了提供3.3V或5V的稳压输出,Click板™配备了电源良好LED指示器。当存在欠压或过压情况时,该引脚将被置为低电平逻辑,允许标记为UVP的红色LED指示灯亮起。欠压条件表示FB引脚的电压低于参考值的90%,而过压条件表示FB引脚的电压高于参考值的110%,对于ISL85403 IC来说,这个参考值是0.8V。主机MCU也可以读取LED指示器的状态,因为ISL85403 IC的PGOOD引脚也连接到mikroBUS™的INT引脚。Buck-Boost 3 Click还具有EN引脚,用于启用ISL85403 IC。当该引脚上有高电平逻辑时,升降压IC将被启用。如果该引脚悬空,板载电阻器将其拉至高电平。该引脚连接到mikroBUS™的CS引脚,允许主机MCU控制Buck-Boost 3 Click。

Buck-Boost 3 Click hardware overview image

功能概述

开发板

PIC32MZ Clicker 是一款紧凑型入门开发板,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位带有浮点单元的 Microchip PIC32MZ 微控制器,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 mikroProg 连接器,以及一个用于与外部电子设备接口的头部。得益于其紧凑的设计和清晰易识别的丝网标记,它提供了流畅且沉浸式的工作体验,允许在任

何情况下、任何地方都能访问。PIC32MZ Clicker 开 发套件的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 PIC32MZ Clicker 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或通过外部 mikroProg 连接器为 PIC,dsPIC 或 PIC32 编程外,Clicker 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。USB Micro-B 连接可以提供多达 500mA 的电流,这足以操作所有板载和附加模块。所有 

mikroBUS™ 本身支持的通信方法都在这块板上,包 括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮以及若干按钮和 LED 指示灯。PIC32MZ Clicker 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分,允许您在几分钟内创建新的应用程序。它由 Mikroe 软件工具原生支持,得益于大量不同的 Click 板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作的许多方面。

PIC32MZ clicker double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

Microchip

引脚数

64

RAM (字节)

524288

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
Chip Enable
RG9
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Under/Overvoltage
RB5
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Buck-Boost 3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

PIC32MZ clicker front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以PIC32MZ clicker作为您的开发板开始。

PIC32MZ clicker front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Micro B Connector Clicker Access - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含用于Buck-Boost 3 Click驱动程序的API。

关键功能:

  • buckboost3_enable - 该功能用于启用/禁用设备

  • buckboost3_get_interrupt_state - 该功能用于获取中断引脚状态

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * \file 
 * \brief Buck-Boost 3 Click example
 * 
 * # Description
 * This application sets buck-boost voltages.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver init and enable device.
 * 
 * ## Application Task  
 * It checks if the input voltage is below the operating voltage.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "buckboost3.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static buckboost3_t buckboost3;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    buckboost3_cfg_t cfg;

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, "---- Application Init ----" );

    //  Click initialization.

    buckboost3_cfg_setup( &cfg );
    BUCKBOOST3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    buckboost3_init( &buckboost3, &cfg );
    
    buckboost3_enable ( &buckboost3, BUCKBOOST3_DEVICE_ENABLE );
    log_info( &logger, " Device enabled " );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
}

void application_task ( void )
{
    if ( !buckboost3_get_interrupt_state( &buckboost3 ) )
    {
        log_error( &logger, " Low input voltage !!!" );
    }
    Delay_ms ( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}


// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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