마이크로칩, 새로운 디지털 신호 컨트롤러 공급

-7개의 새로운 dsPIC DSC, 저렴한 비용으로 두 배의 성능 제공

-스위칭 파워 서플라이에 플래시 및 RAM 메모리 추가

세계적인 마이크로컨트롤러 및 아날로그 반도체 전문기업인 마이크로칩 테크놀로지(한국 지사장: 한병돈)는 업계 최초로 7개의 차세대 16비트 dsPIC 디지털 신호 컨트롤러(DSC), 멀티 루프 스위치 모드 파워 서플라이(SMPS) 및 기타 전력 변환 애플리케이션을 출시했다.

이들 디바이스는 6x6 mm크기의 업계 최소형 DSC 패키지 형태로 디지털 전력 변환을 제공하며, 마이크로칩의 초창기 SMPS 제품군과 비교하여 저렴한 비용으로 최고 2배의 성능을 제공한다.

이들 디바이스는 상호연결 아날로그 비교기, 펄스폭 변조기(PWMs), 그리고 아날로그-디지털 컨버터(ADCs)를 포함하는 지능형 주변전원장치(Intelligent Power Peripheral)를 가지고 있어 디지털 전력 제공이 탁월하며 다양한 토폴로지에 적용할 수 있는 소프트웨어 구성이 가능하다.

이러한 토폴로지의 유연성은 파워 서플라이 디자이너들이 탁월한 자유로움을 바탕으로 특정 제품 애플리케이션에 맞게 최적화할 수 있도록 지원한다. 또한 인써킷 프로그래밍 기능을 통해 이후 생산 과정에서 일반 SMPS 플랫폼을 차별화할 수 있어 시간 및 비용을 절감할 수 있다.

마이크로칩 고성능 마이크로컨트롤러 사업부 수밋 미트라(Sumit Mitra) 부사장은 "마이크로칩은 디지털 전력 DSC 제품군에 새로운 지평을 열었다"며 "새롭게 부상하는 디지털 전력 혁명에 요구되는 가격, 성능, 유연성 및 효율성 수준의 디지털 전력이 제공된다"고 밝혔다.

업계의 분석가들은 디지털 전력에 관련된 시장 기회가 앞으로 몇 년 동안 괄목할 성장을 할 것이라고 입을 모으고 있다. Darnell 그룹의 회장인 제프 쉐퍼드(Jeff Shepard)에 따르면 “디지털 루프 컨트롤은 다음 오년 동안 전체 파워 서플라이 시장 성장률의 거의 5배에 가까운 성장을 할 것으로 추정되고, 2013년까지 디지털 루프 컨트롤 시장은 140억 개가 판매될 것으로 예상된다”고 말한다.

이번에 선보인 7개의 dsPIC33F "GS" 시리즈 디지털 전력 DSC를 사용하면 디지털 제어 루프에 4~8개의 1나노초(ns) 해상도를 가진 PWM, 4개까지의 20나노초 비교기, 디지털-아날로그 컨버터(DAC)와 각각 통합된, 1~2개의 10비트 온칩 ADC를 구현할 수 있어 2~4MSPS(Million Samples Per Second)로 낮은 대기 시간과 고분해능 제어가 가능하다.

이 디바이스들은 18~44핀 및 6~16KB 플래시 메모리가 있으며 마이크로칩의 초기 디지털 전력 DSC 제품군과 핀 호환이 가능하다. 이들 디바이스는 프로세서의 개입을 최소화하고 고속의 전류 모드 제어에 대한 실시간 요구를 처리할 수 있는 양방향 통신 방식의 주변 장치를 갖추고 있다.

이러한 DSC는 AC/DC 컨버터, DC/DC 전력 컨버터 그리고 임베디드 파워 서플라이 컨트롤러, 전력 인버터, 무정전 파워 서플라이(UPS) 및 디지털 조명과 같은 기타 전력 변환 애플리케이션에 무척 적합하다. 또한 1ns 듀티 사이클 분해능의 PWM으로 정밀한 동기식 정류기 타이밍 요건을 비롯하여 모든 스위칭 파워 서플라이 토폴로지에서 정밀한 타이밍 요건을 간편하게 처리할 수 있다.

에머슨 네트워크 전력의 수석 엔지니어인 프랭키 챈(Frankie Chan)은 “우리는 6KW AC/DC 서버 파워 서플라이에 dsPIC33 DSC를 사용할 예정이며 이 디바이스에 내장된 PWM과 ADC 모듈은 스위칭 모드 파워 서플라이 애플리케이션에 무척 강력하고 유연성 있다.” 고 말하며, “우리 팀에게는 마이크로칩의 새로 출시될 SMPS DSC로 교체하는 것이 트렌드가 될 것이다”라고 말했다.

새로운 디지털 전력 dsPIC33F를 사용하면 DSC에서 실행되는 소프트웨어와 고성능의 구성 가능성이 뛰어난 통합형 주변 장치로 전력 변환 프로세스를 완벽하게 제어할 수 있게 된다. 이러한 DSC를 통해 디지털 전력 디자이너는 아날로그 제어 디자인 제약으로 인한 제한을 받지 않으며 컴포넌트 변화에 따라 컴포넌트의 크기를 과도하게 확장하지 않아도 된다.

컴포넌트 드리프트 및 온도 보상은 더 이상 주된 고려 대상이 아니며 제조 라인 끝에서 이루어지는 수동 튜닝을 없앨 수 있다. 하드웨어보다는 소프트웨어를 통해 차별화되므로 보다 적은 제품 플랫폼으로 더 광범위한 애플리케이션을 지원할 수 있다. 또한 새로운 디지털 토폴로지는 디자이너에게 향상된 전력 밀도와 비용 경제성으로 제품을 개발할 수 있는 새로운 차원의 자유를 제공한다.

dsPIC33F "GS" 시리즈 디바이스는 표준, 보완, 푸시-풀, 가변 펄스 및 중심 정렬을 비롯한 10개 모드의 PWM 작동을 제공한다. 이 온칩 10비트 ADC는 최대 12개의 입력 채널과 2MSPS의 샘플로 구성되며 2개의 ADC 구성 시 4MSPS의 결합된 변환 속도를 제공한다. 고급 샘플링 기능에는 4개의 샘플 앤 홀드(sample and hold) 각각에 대한 개별 트리거가 포함되어 정확한 개별 또는 동시 샘플링 모드가 가능하다.

dsPIC33FJ06GSxxx 디바이스에는 6KB의 플래시와 2개의 PWM 제너레이터가, dsPIC33FJ16GS4xx에는 16KB의 플래시와 3개의 PWM 제너레이터가, dsPIC33FJ16GS5xx에는 16KB의 플래시와 4개의 PWM 제너레이터가 포함된다.

이 제품군의 모든 디바이스는 3.0~3.6V 범위에서 작동한다. 추가 사양은 다음과 같다.

?40MIPS의 성능

?작은 크기의 QFN 패키지(6mm x 6mm)

?온칩 고속 아날로그 비교기(최대 4개)

?온칩 10비트 디지털-아날로그 컨버터(DAC)

?UART, I2C 및 SPI 통신

?주변 장치 핀 선택 기능을 통한 내부 핀 리매핑으로 PCB 레이아웃 최적화

?고속의 결정적 인터럽트 응답

?넓은 작동 온도 범위(섭씨 -40~125도)

?ADC, 비교기 및 PWM의 유연한 구성으로 CPU 개입 없이 최대 로딩 처리

구체적인 애플리케이션으로는 AC/DC 파워 서플라이, PFC(역률 보정), DC/DC 컨버터, UPS 및 전력 인버터가 있다. 디지털 조명(HID 포함), LCD(Liquid Crystal Display) 백라이트 등 기타 애플리케이션 사용자는 dsPIC33F "GS" 시리즈 디바이스의 초고속 PWM 및 ADC를 활용하면 된다.

개발 지원

dsPIC33F "GS" 시리즈 DSC는 MPLAB 통합 개발 환경(IDE), dsPIC DSC용 MPLAB C 컴파일러, MPLAB SIM 30 소프트웨어 시뮬레이터, MPLAB ICD 3 인써킷 디버거 및 MPLAB Visual Device Initializer에서 지원된다.

고급 개발의 경우 마이크로칩의 Explorer 16(부품 번호 DM240001) 개발 보드를 새로운 벅/부스트 컨버터 PICtail 플러스 도터 보드(Buck/Boost Converter PICtail Plus Daughter Board) (부품 번호 AC164133)와 함께 사용할 수 있다. dsPIC33F "GS" 시리즈 PIM(Plug-in Module)은 Explorer 16(부품 번호 MA330020)용으로 제공되며 새로운 DSC 제품군을 이용한 개발이 가능하다. 또한 새로운 PICtail Plus는 마이크로칩의 16비트 28핀 Starter Board (부품 번호 DM300027)에도 사용할 수 있다.

2개의 독립형 DC/DC 동기식 벅 컨버터와 1개의 독립형 DC/DC 부스트 컨버터로 구성된 파워 서플라이 보드인 벅/부스트 컨버터 PICtail 플러스 도터 보드 도 출시되었다. 모든 필수 전력, 드라이브 및 제어 신호는 보드 커넥터에 제공된다. 온보드 dsPIC33 DSC에서 실행되는 데모 소프트웨어를 통해 2개의 벅 스테이지, 1개의 벅과 1개의 부스트 스테이지를 제어할 수 있다.

벅/부스트 컨버터 PICtail 플러스 도터 보드의 세 스테이지는 Explorer 16 개발 보드를 통해 제어된다. 제어 보드는 원하는 출력 전압 수준을 유지하기 위해 소프트웨어에 폐쇄 루프 PID(Proportional-Integral-Derivative) 제어를 제공한다. dsPIC33F DSC는 A/D 변환에 필요한 메모리와 주변 장치, PWM 생성, 아날로그 비교 및 범용 I/O를 제공하여 외부 회로에서 이러한 기능을 수행할 필요성을 없애 준다. 디지털 전력 변환에 대한 더 자세한 내용은 마이크로칩의 온라인 리소스 센터 (http://www.microchip.com/SMPS)에서 확인할 수 있다.

구입

dsPIC33FJ06GS101은 18핀 SOIC 패키지로 출시되며, dsPIC33FJ06GS102, dsPIC33FJ06GS202, dsPIC33FJ16GS402 및 dsPIC33FJ16GS502는 28핀 SOIC, SPDIP 및 6x6mm QFN 패키지로 출시된다. 또한 dsPIC33FJ16GS404 및 dsPIC33FJ16GS504는 44핀 TQFP 및 6x6 QFN 패키지로 출시된다. 샘플은 현재 마이크로칩 웹 사이트(http://sample.microchip.com)에서 얻을 수 있으며 대량 주문은 http://www.microchipdirect.com 또는 마이크로칩 공식 대리점을 통해 가능하다.

더 자세한 정보는 마이크로칩 영업 담당자 또는 전 세계 공식 대리점에 문의하거나 마이크로칩 웹 사이트(www.microchip.com/SMPS )에서 확인할 수 있다. (뉴스검색제공제외)