中级
30 分钟

使用LTC3129-1和MK64FN1M0VDC12提升您的电源管理

革命性的电压控制

Buck-Boost Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 24, 2024

点击板

Buck-Boost Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

你的能量,你的规则 - 我们的Buck-Boost组合让你以前所未有的方式掌控。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Buck-Boost Click基于LTC3129-1,这是一款具有1.3μA静态电流的单片式电流模式降压-升压DC/DC转换器,可在1.92V至15V的宽输入电压范围内工作,并从Analog Devices提供高达200mA的负载电流。 LTC3129-1的特点是输出端的低噪声和纹波水平,高稳压效率和低静态电流。可以使用路由到mikroBUS™插座的INT、AN和CS引脚的三个数字编程引脚选择八种固定的用户可编程输出电压。专有的开关控制算法允许Buck-Boost转换器在输入电压高于、低于或等于输出电压时调节输出电压。升压或降压工作模式之间的过渡是无缝的,没有瞬态和次谐波开关,使该产品非常适用于对

噪声敏感的应用。Buck-Boost Click具有两种不同的操作模式 - PWM和突发模式,具体取决于应用的性质。通过将mikroBUS™插座的PWM引脚设置为逻辑高电平,可以选择PWM模式,适用于连接到转换器输出的较高负载以及需要极低输出噪声的情况。在选择PWM模式时,LTC3129-1使用内部补偿的平均电流模式控制环围以固定的标称开关频率1.2MHz工作。在此模式下,输出电压的纹波和噪声水平很低。为了在轻负载时实现高效率运行,可以选择自动突发模式操作,将静态电流降低到1.3µA。如果将PWM引脚设置为逻辑低电平,则可以选择突发模式。如果连接的负载足够

轻,转换器将保持在突发模式下运行,只在必要时才运行以保持电压调节。否则,将自动启用PWM模式,为连接的负载提供足够的电流。该Click板™完全由VIN外部电源端子供电。一旦将电源应用于VIN端子,电路还必须通过将RUN引脚路由到mikroBUS™插座的RST引脚设置为高逻辑电平来启用。这将启动转换器,PWR LED指示灯将指示。它还包括其他功能,例如带有功率良好指示灯的功率良好输出,标记为PGOOD,当FB远低于其稳压电压时拉至地面。当设为低电平时,此引脚也可以吸收最大绝对额定值的15mA。

Buck-Boost Click hardware overview image

功能概述

开发板

Clicker 2 for Kinetis 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 ARM Cortex-M4F 微控制器,NXP 半导体公司的 MK64FN1M0VDC12,两个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 JTAG 程序员连接器以及两个 26 针头用于与外部电子设备的接口。其紧凑的设计和清晰、易识别的丝网标记让您能够迅速构建具有独特功能和特性

的小工具。Clicker 2 for Kinetis 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 Clicker 2 for Kinetis 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或外部 mikroProg 连接器进行 Kinetis 编程外,Clicker 2 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。它提供了两种供电方式;通过 USB Micro-B 电缆,其中板载电压调节器为板上每个组件提供适当的电压水平,或使用锂聚合物 电池通过板载电池连接器供电。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、重置按钮和几个用户可配置的按钮及 LED 指示灯。Clicker 2 for Kinetis 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。

Clicker 2 for Kinetis dimensions image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

NXP

引脚数

121

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Output Voltage Selection
PB2
AN
Enable
PB11
RST
Output Voltage Selection
PC4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
Mode Selection
PA10
PWM
Output Voltage Selection
PB13
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Buck-Boost Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Clicker 2 for Kinetis作为您的开发板开始。

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product7 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

这个库包含了Buck-Boost Click驱动程序的API。

关键函数:

  • buckboost_set_mode_fixed_freq - 此函数设置LTC3129-1的固定频率PWM操作模式

  • buckboost_enables_auto_burst_mode - 此函数启用LTC3129-1的自动突发模式操作

  • buckboost_set_2500mv - 此函数将输出电压设置为2500mV

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  Click example
 * 
 * # Description
 * The demo application change output voltage from 2500 mV to 15000 mV every 5 seconds.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization device and set default configuration.
 * 
 * ## Application Task  
 *  This is a example which demonstrates the use of Buck Boost Click board.
 *  Change output voltage from 2500 mV to 15000 mV every 5 seconds.
 *  All data logs write on usb uart for aproximetly every 5 sec.
 *  
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "buckboost.h"

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

static buckboost_t buckboost;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    buckboost_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 ----\r\n");

    //  Click initialization.

    buckboost_cfg_setup( &cfg );
    BUCKBOOST_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    buckboost_init( &buckboost, &cfg );

    buckboost_default_cfg( &buckboost );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "        Buck Boost Click        \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    log_printf( &logger, " Set Output Voltage of  2500 mV \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    buckboost_set_2500mv( &buckboost );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, " Set Output Voltage of  3300 mV \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    buckboost_set_3300mv( &buckboost );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, " Set Output Voltage of  4100 mV \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    buckboost_set_4100mv( &buckboost );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, " Set Output Voltage of  5000 mV \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    buckboost_set_5000mv( &buckboost );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, " Set Output Voltage of  6900 mV \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    buckboost_set_6900mv( &buckboost );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, " Set Output Voltage of  8200 mV \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    buckboost_set_8200mv( &buckboost );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, " Set Output Voltage of  12000 mV \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    buckboost_set_12000mv( &buckboost );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, " Set Output Voltage of  15000 mV \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    buckboost_set_15000mv( &buckboost );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    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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