Gestión de energía y procesamiento de señales de bajo consumo
La marca Microchip es conocida principalmente como fabricante de microcontroladores y microprocesadores, memorias y otros circuitos digitales. Sin embargo, la oferta del fabricante también incluye circuitos mixtos y analógicos de alta calidad, utilizando soluciones innovadoras, adaptadas a las aplicaciones modernas. Estos productos están dedicados a aplicaciones en equipos industriales y de consumo, dispositivos móviles, computadoras, electrónica de precisión e incluso circuitos del sector automotriz. Hay tres grupos de artículos de Microchip a continuación: control y administración de energía, y procesamiento de señales analógicas. También te animamos a leer los detalles de esta gama en nuestro catálogo online.
Soluciones PMIC de Microchip
Sobre sistemas de Microchip tipo PMIC, es decir:Power Management IC (sistema integrado de administración de energía), ya hemos tenido la oportunidad de escribir en el artículo dedicado. En esta sección, por lo tanto, nos centraremos en la información general sobre estos productos. Se trata de convertidores DC-DC caracterizados por sus pequeñas dimensiones con una funcionalidad muy amplia. Su principal área de aplicación es la alimentación de circuitos mediante microcontroladores y sistemas de microprocesadores más complejos. Pueden ser alimentados por voltajes típicos provistos por celdas de iones de litio y polímero de litio (de 2.7V a 5.5V DC). Sus capacidades resuelven los desafíos que enfrentan los especialistas al diseñar sistemas electrónicos dedicados a la producción en masa:
El formato VQFN32 permite encerrar un circuito complejo en una carcasa con base de 5x5mm.
| Necesidad | Desafíos |
| Provisión de varios valores de voltajes de suministro y conexión secuencial de líneas para garantizar un funcionamiento estable del dispositivo. | – mayor número de components – área de PCB ampliada ocupada por la sección de potencia – aumento del costo del circuito |
| Teniendo en cuenta la eficiencia actual de los diferentes tipos de memoria. | – circuito de la sección de potencia según el tipo de memoria utilizada – mayor tiempo de desarrollo para una solución universal |
| Dependencia de la eficiencia actual del sistema de suministro de energía en el modo de operación del microcontrolador. | – prácticamente imposible en soluciones basadas únicamente en elementos discretos – consumo de energía subóptimo
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Los circuitos MCP16502 admiten tecnología de ahorro de energía DVS (dynamic voltage scaling), Disponen de 4 canales independientes de estabilizadores DC/DC, posibilidad de conmutación secuencial de periféricos. Se cerraron en formato VQFN con 32 pines (5x5mm). En muchas aplicaciones, la funcionalidad de estos artículos será suficiente para gestionar la alimentación de todos los componentes del circuito. Además, el funcionamiento del MCP16502 se puede controlar externamente a través de un bus I2C.
Microchip también proporciona conjuntos de arranque (evaluación) DT100105, permitiendo familiarizarse con las posibilidades de las soluciones PMIC y facilitar su implementación en el proyecto prototipo.
Estabilizador lineal LDO MCP1722
Los estabilizadores MCP1722 están disponibles en las versiones SO8 y VDFN8.
Actualmente, los dispositivos en el campo de la electrónica de consumo (pero no solo) utilizan cada vez más energía de batería. Las celdas recargables entregan altas corrientes y tienen una vida útil relativamente larga. Su desventaja son las fluctuaciones de voltaje que producen: a medida que la batería se descarga, disminuye gradualmente, incluso en un 20%. Por supuesto, existen numerosos circuitos, convertidores DC/DC y componentes que pueden estabilizar la tensión, pero su uso tiene sus consecuencias: pueden provocar importantes pérdidas de energía o introducir ruido en el circuito. La solución libre de estos inconvenientes son los estabilizadores de voltaje lineal LDO (low-dropout). Las ventajas de los reguladores LDO incluyen: ningún ruido de conmutación (su diseño carece de la sección de codificación), tamaño de dispositivo más pequeño (no se requieren bobinas ni transformadores), simplicidad de construcción y alta eficiencia energética. Adicionalmente, la construcción de estabilizadores LDO permite su miniaturización y reducción de costes de producción (y por tanto también su aplicación).
En el contexto de la oferta de Microchip y los controladores de tipo low-dropout los sistemas MCP1722 merecen una distinción. Se caracterizan por un amplio rango de tensión de entrada: de 4,5 V a 55 V DC con corte UVLO (Undervoltage Lock Out) en el estado de 2.7V. Los productos tienen dos salidas: la primera con un voltaje de 3.3V DC (máx. 50mA de corriente) y la segunda, ofreciendo corriente hasta 100mA para 10V o 12V DC (según el modelo). También se caracterizan por un rango de temperatura de funcionamiento muy amplio (-40 … 150 ° C) y tamaños muy pequeños: están disponibles en carcasas SMD tipo SO8 y VDFN8. Además, están equipados con protecciones térmicas y de sobrecarga, protegiendo el propio sistema y el circuito en el que operan. Para salidas Power Good operando en el modo de drenaje abierto se usa para monitorear la operación del regulador, señalando el voltaje correcto en sus salidas. Una característica importante de los productos MCP1722, especialmente en el contexto de los dispositivos móviles, es la corriente de reposo muy baja: en estado inactivo requieren una corriente de 50 µA. Si el circuito usa la funcionalidad shutdown (los sistemas tienen un pin SHDN dedicado), el consumo de energía del regulador inactivo se reduce a 4 µA (típicamente).
Una caída muy baja, un coeficiente de ondulación insignificante y un valor preciso del voltaje de salida (± 2%) hacen de los estabilizadores MCP1722 una excelente solución para una serie de aplicaciones. La gama de aplicaciones se amplía adicionalmente con la certificación AEC-Q100, es decir, la posibilidad de utilizar los sistemas en dispositivos de a bordo del sector de la automoción, por ejemplo, controladores de ventanas, sistema multimedia, etc. Los reguladores Microchip también son eficientes en controladores de herramientas inalámbricas (destornilladores, motosierras), en electrónica y pequeños electrodomésticos (cepillos de dientes eléctricos, secadores), así como en sistemas de drones y otros modelos RC, donde un diseño compacto y ligero es especialmente importante. Un solo regulador MCP1722 puede alimentar simultáneamente el microcontrolador y proporcionar el voltaje adecuado para el controlador de puerta (gate driver) intermediando en el control del puente H y, en consecuencia, del motor eléctrico. Tales posibilidades permiten reducir el peso y la superficie de la PCB.
Amplificadores operacionales MCP6486/7/9
Otro grupo notable de circuitos analógicos de la oferta de Microchip son los amplificadores operacionales con los símbolos MCP6486, MCP6487 y MCP6489, respectivamente: simple, doble y cuádruple. Todos ellos están diseñados para trabajar con voltajes de 1.8… 5.5V y frecuencias de hasta 10MHz.
Los amplificadores operacionales son partes integrales de aplicaciones analógicas y mixtas. (mixed-signal). Se utilizan con mayor frecuencia en sistemas con sensores analógicos (presión, temperatura, humedad, presión, etc.), donde procesan sus señales de salida, ajustándolas a los parámetros requeridos por los receptores, actuadores o convertidores A/C. Para aplicaciones populares, los llamados Los op-amps también necesitan amplificación de las señales de salida del circuito DAC (convertidores C/A); Además, facilitan la realización de muchas otras operaciones útiles, como filtrar interferencias, invertir la polaridad de la señal, etc.
Todos los amplificadores MCP648X están diseñados para montaje en superficie.
Las características deseables de los amplificadores operacionales son la corriente de fuga más baja posible, alta inmunidad al ruido y bajo consumo de energía durante el funcionamiento normal. Estas son las ventajas de los productos MCP6486/7/9. En su caso la corriente de fuga no supera los 720µA (por amplificador), mientras que los sistemas están equipados con filtros EMI (electromagnetic interference) con un factor de rechazo de modo común de 61dB a 1,8GHz. El voltaje de compensación es de ± 1,6 mV como máximo (que será importante para señales de valor bajo). Las ventajas importantes de los sistemas también son: corto tiempo de puesta en marcha (listo para funcionar en 2,3 µs); amplio rango de temperaturas de funcionamiento (desde -40 °C hasta 125 °C).
Los amplificadores de microchip se ofrecen en varios tipos de carcasas (en varias configuraciones de pines): MSOP8, SC70-5, SO8, SO14, SOT23-5, TSSOP14. Al igual que los reguladores descritos anteriormente cuentan con certificación AEC-Q100, gracias a lo cual pueden ser utilizados en automoción, controladores de bombas de combustible y otros fluidos, iluminación, espejos eléctricos, etc. Los parámetros de los componentes descritos permiten su aplicación en circuitos industriales (fuentes de alimentación, sensores de presión, sensores optoeléctricos, medidores de flujo de gases y líquidos, etc.), así como médicos (detección de funciones vitales, sensores bioquímicos, por ejemplo, en el campo del análisis de sangre) y de consumo (humedad, temperatura, monitores de movimiento, sensores de gas y humo, GPS, etc.).
Contenido elaborado por Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.
El texto original se encuentra en: https://www.tme.eu/es/news/library-articles/page/46841/circuitos-analogicos-y-mixtos-de-microchip/
