Средства и методы разработки

Специализированный DC-DC конвертер. 01EAA48M0000DAG OSC MEMS 48.000MHZ; CMOS; -40°C ~ 85°C; ±50ppm; 1.7 V ~ 3.6 V; 2.50mm x 2.00mm; старт за 5 мс; $0.585@1000pcs MAX11106ATB+T IC ADC 10BIT 3MSPS 2CH (1 ADC, 2 input) 10TDFN-EP -40°C ~ 125°C $1.885@2500pcs M054LBN IC MCU 32BIT; 16KB FLASH; 4KB SRAM; 48LQFP; EBI/EMI; 50MHz; ARM® Cortex™-M0; 1.405@1000pcs ICE40LP1K-QN84 IC FPGA 67 I/O 84QFN $3.413@100pcs Итого $7.288=0.585+1.885+1.405+3.413 Пусть у нас есть Li-Ion аккумулятор, и следующая схема: * аккум * внешнее питание 5В * зарядник для аккума * схема должна работать при сдохшем или отключенным для безопасности аккумом. * т.е. входное нашего DC-DC 2.5 - 5V. На выходе надо 3.6В, но не простое. * нагрузка прыгает 50ма - 4А * пульсации при броске 4А в ту и другую сторону - 50 мВ. Требуется максимальный КПД во всех режимах и малый уровень шумов. Это не я придумал, так работает Iridium модем. Реализация такого чуда на стандартных, доступных на дижикее компонентах, получается сильно геморройной. Проще всего Step-Up вольт в 12, и Step-Down с синхронным выпрямителем. Места на плате, денег и фильтрации, чтобы подавить срач, надо много. Можно сделать на однотактной обратноходовой и двухтактной схеме. В однотактной схеме с частотой 1.5 msps получаем отсчеты тока через первичку и напряжения на вторичке на двухвходовом быстром АЦП. Встроенным АЦП проца меряем входное напряжение, температуру и проч. Нам известны: * индуктивность первички * емкость выходного кондера * у нас есть точное время. Регулирование делаем с частотой переключения, которая может достичь 100 КГц в режиме максимальной нагрузки: * по падению напряжения за время прямого хода предыдущего цикла оцениваем мощность потребления на выходе (время - емкость фильтра) * ключ включаем, только когда индуктивность полностью разрядится на выход, в момент начала обратной волны колебания на паразитных элементах * задаем время открытия ключа через время * 10 бит АЦП - это 2.5 мВ разрешения на бит. Ошибки у нас 1LSB :), так что вполне можно "в лоб" контролировать 50мВ падение напряжения на резисторе без дополнительного усилителя для защиты ключа. * время переключения - случайное. Спектр помех сильно "ниже". Большим + однотактной обратноходовой схемы является возможность просто получить кучу дополнительных наряжений. например, наличие -3.6В, которое за счет LDO станет более-менее стабильным -2В с током 1-2ма сильно упростит схемотехнику аналоговой части и позволит использовать дешевые не rail-to-rail операционники (тем более что часто параметры у дешевых rail-to-rail полный отстой, типа CMRR 30 дб и проч.). В двухтактной схеме можно сделать: * контроль симметричности перемагничивания магнитопровода, что позволит "раскочегарить" его на максимальную индукцию * сделать, например, двух-фазную входную цепь (на одном трансе), что позволит работать с малым диапазоном изменения скважности при большой изменении входного. + двухтактной схемы является большая мощность с компактного неразрезного кольца и потенцально очень хорошие характеристики регулирования. Считаем параметры каждый такт.