中级
30 分钟

使用TPS259631和PIC18F57Q43在故障条件下将电流/电压限制在安全水平

保障性能,提高效率

eFuse 2 Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 25, 2024

点击板

eFuse 2 Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

我们的eFuse设备旨在彻底改变电源管理,提供对负载电压和负载电流的精确控制,以提升设备性能、保护故障并确保可靠性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

eFuse 2 Click 基于德州仪器的 TPS259631,这是一款集成 eFuse 设备,用于管理负载电压和负载电流。TPS259631 提供多种工厂编程设置和用户可管理设置,允许设备配置以处理不同的瞬态和稳态电源及负载故障条件,从而保护输入电源和连接到设备的下游电路。该设备还使用内置的热关断机制在故障事件期间进行自我保护。该 Click 板™ 提供了一种简单的解决方案,用于电流限制、浪涌电流控制和电源轨监控,适用于从 2.7V 到 19V 外部电源供电并提供高达 2A 的各种应用。此外,eFuse 2 Click 板™ 全程监控输入电源,并通过兼容 I2C 的数字电位器 AD5241(来自 Analog 

Devices)提供用户可调的 UVLO 和 OVLO 机制,确保只有在电压达到足够水平时才为负载供电。通过测量限流电阻上的电压降,还可以准确感知输出负载电流。通过将电阻器替换为数字变阻器,可以轻松地编程电流限制,就像在此 Click 板™ 上执行的一样。为此,使用来自 Analog Devices 的单通道 1024 位置数字变阻器 AD5175,通过 I2C 串行接口与 MCU 通信来编程电流限制。TPS259631 在标称过流响应时间内将电流调节到设定的电流限制值,当负载电流下降到电流限制值以下时退出电流限制。eFuse 2 Click 板™ 允许选择 AD5241 和 AD5175 的 I2C 地址的最低有效位 (LSB)。这

可以通过将标记为 ADDR SEL 的 SMD 跳线定位到适当位置来实现。额外功能,如 AD5175 的硬件复位和故障指示中断,通过标记为 RST 和 FLT 的 mikroBUS™ 插座的 RST 和 INT 引脚提供和路由。当检测到故障时,开漏故障输出将与标记为 FLT 的红色 LED 指示灯关联,该灯将被拉低。该 Click 板™ 可在 3.3V 或 5V 逻辑电压水平下工作,通过 VCC SEL 跳线选择。这样,既支持 3.3V 也支持 5V 的 MCU 都能正确使用通信线路。此外,该 Click 板™ 还配备了包含易于使用的函数库和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

eFuse 2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

PIC18F57Q43 Curiosity Nano 评估套件是一款尖端的硬件平台,旨在评估 PIC18-Q43 系列内的微控制器。其设计的核心是包含了功能强大的 PIC18F57Q43 微控制器(MCU),提供先进的功能和稳健的性能。这个评估套件的关键特点包括一个黄 色用户 LED 和一个响应灵敏的机械用户开关,提供无

缝的交互和测试。为一个 32.768kHz 水晶振荡器足迹提供支持,确保精准的定时能力。套件内置的调试器拥有一个绿色电源和状态 LED,使编程和调试变得直观高效。此外,增强其实用性的还有虚拟串行端口 (CDC)和一个调试 GPIO 通道(DGI GPIO),提供广泛的连接选项。该套件通过 USB 供电,拥有由

 MIC5353 LDO 调节器提供支持的可调目标电压功能,确保在 1.8V 至 5.1V 的输出电压范围内稳定运行,最大输出电流为 500mA,受环境温度和电压限制。

PIC18F57Q43 Curiosity Nano double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

Microchip

引脚数

48

RAM (字节)

8196

你完善了我!

配件

Curiosity Nano Base for Click boards 是一款多功能硬件扩展平台,专为简化 Curiosity Nano 套件与扩展板之间的集成而设计,特别针对符合 mikroBUS™ 标准的 Click 板和 Xplained Pro 扩展板。这款创新的基板(屏蔽板)提供了无缝的连接和扩展可能性,简化了实验和开发过程。主要特点包括从 Curiosity Nano 套件提供 USB 电源兼容性,以及为增强灵活性而提供的另一种外部电源输入选项。板载锂离子/锂聚合物充电器和管理电路确保电池供电应用的平稳运行,简化了使用和管理。此外,基板内置了一个固定的 3.3V 电源供应单元,专用于目标和 mikroBUS™ 电源轨,以及一个固定的 5.0V 升压转换器,专供 mikroBUS™ 插座的 5V 电源轨,为各种连接设备提供稳定的电力供应。

Curiosity Nano Base for Click boards accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PA7
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Fault Interrupt
PA6
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB2
SCL
I2C Data
PB1
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

eFuse 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity Nano with PIC18F57Q43作为您的开发板开始。

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
PIC18F47Q10 Curiosity Nano front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Curiosity Nano with PICXXX Access MB 1 - 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
PIC18F57Q43 Curiosity 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 eFuse 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • efuse2_set_operating_voltage - 设置工作电压功能

  • efuse2_set_current_limit - 设置工作电流功能

  • efuse2_get_fault - 获取故障功能

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 main.c
 * @brief eFuse2 Click example
 *
 * # Description
 * This is an example that demonstrate the use of the eFuse 2 click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization driver enables - I2C,
 * AD5175: enable write, set the normal operating mode and operating
 * current to the 1,2 A;
 * AD5241: set operating voltage to the 12,0 V;
 * display diagnostic states.
 *
 * ## Application Task
 * eFuse 2 click board uses USB UART log to display
 * operating voltage, OVLO, UVLO and current limit condition.
 * This firmware provides the functions to set the operating voltage and
 * current limiting conditions in order to provide the threshold
 * of the fault conditions. When one of the fault conditions is met,
 * the microcontroller is notified via INT pin which is checked
 * by the app to initiate a shutdown mode.
 * All data logs write on USB UART changes every 2000 milliseconds.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "efuse2.h"

static efuse2_t efuse2;
static log_t logger;

float op_current;
float op_voltage;
float min_voltage;
float max_voltage;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    efuse2_cfg_t efuse2_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * 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.
    efuse2_cfg_setup( &efuse2_cfg );
    EFUSE2_MAP_MIKROBUS( efuse2_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = efuse2_init( &efuse2, &efuse2_cfg );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) 
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );
        for ( ; ; );
    }

    if ( EFUSE2_ERROR == efuse2_default_cfg ( &efuse2 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    Delay_ms ( 100 );
    op_current = 1.2;
    op_voltage = 12.0;

    log_printf( &logger, "-----------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "    Set operating  value:    \r\n" );
    log_printf( &logger, "       Voltage: 12.0 V       \r\n" );
    efuse2_set_operating_voltage( &efuse2, op_voltage, &min_voltage, &max_voltage );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, "       Current:  1.2 A       \r\n" );
    log_printf( &logger, "-----------------------------\r\n" );
    efuse2_set_current_limit( &efuse2, op_current );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, "    Turn ON Power Supply     \r\n" );
    log_printf( &logger, "-----------------------------\r\n" );
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    if ( EFUSE2_FAULT == efuse2_get_fault( &efuse2 ) ) 
    {
        efuse2_operating_mode( &efuse2, EFUSE2_AD5175_SHUTDOWN_MODE );
        Delay_ms ( 1000 );

        log_printf( &logger, "        Shutdown Mode        \r\n" );
        log_printf( &logger, "  Turn OFF the Power Supply  \r\n" );
        log_printf( &logger, "   and restart the system    \r\n" );
        log_printf( &logger, "-----------------------------\r\n" );
        
        for ( ; ; );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " Oper. Voltage : %.3f V \r\n", op_voltage );
        log_printf( &logger, " Undervoltage  : %.3f V \r\n", min_voltage );
        log_printf( &logger, " Overvoltage   : %.3f V \r\n", max_voltage );
        log_printf( &logger, " Current Limit : %.3f A \r\n", op_current );
        log_printf( &logger, "-----------------------------\r\n" );
    }
    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

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。