JAJU681C January   2019  – May 2024

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   参照情報
  4.   特長
  5.   アプリケーション
  6.   6
  7. 1システムの説明
    1. 1.1 主なシステム仕様
  8. 2システム概要
    1. 2.1 ブロック図
    2. 2.2 設計の考慮事項
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1 MSPM0G1506
      2. 2.3.2 LMG2100R044
      3. 2.3.3 INA241
      4. 2.3.4 TPSM365
      5. 2.3.5 TMP303
    4. 2.4 システム設計理論
      1. 2.4.1 MPPT 動作
      2. 2.4.2 バック コンバータ
        1. 2.4.2.1 出力インダクタンス
        2. 2.4.2.2 入力容量
      3. 2.4.3 電流センス・アンプ
        1. 2.4.3.1 シャント抵抗の選択
        2. 2.4.3.2 電流測定の分解能
        3. 2.4.3.3 シャント抵抗の電力散逸
      4. 2.4.4 スイッチング レギュレータ
  9. 3ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 3.1 必要なハードウェアとソフトウェア
      1. 3.1.1 ハードウェア
        1. 3.1.1.1 TIDA-010042
        2. 3.1.1.2 ITECH-IT6724H
        3. 3.1.1.3 クロマ、63107A
      2. 3.1.2 ソフトウェアの流れ図
    2. 3.2 テストと結果
      1. 3.2.1 テスト構成
      2. 3.2.2 テスト結果
  10. 4デザイン・ファイル
    1. 4.1 回路図
    2. 4.2 部品表 (BOM)
    3. 4.3 PCB レイアウトに関する推奨事項
      1. 4.3.1 ループ インダクタンス
      2. 4.3.2 電流センス アンプ
      3. 4.3.3 配線幅
      4. 4.3.4 レイアウト プリント
    4. 4.4 Altium プロジェクト
    5. 4.5 ガーバー ファイル
    6. 4.6 アセンブリの図面
    7. 4.7 ソフトウェア ファイル
  11. 5関連資料
    1. 5.1 商標
    2. 5.2 サポート・リソース
  12. 6著者について
  13. 7改訂履歴

2.3.1 MSPM0G1506

TIDA-010042 MSPM0G1506 のブロック図図 2-2 MSPM0G1506 のブロック図

MSPM0G1506 は、最大 22 の PWM チャネルをサポートする 7 つのタイマ、64KB フラッシュ、32KB RAM、2 つの 12 ビット 4MSPS ADC、2 つのゼロドリフト ゼロクロスオーバー チョッパ オペアンプ、8 ビット基準電圧 DAC 付き 3 つの高速コンパレータ、出力バッファ内蔵の 12 ビット 1MSPS DAC を搭載した、80MHz の MCU です。

  • 広い電源電圧範囲：1.62V～3.6V
  • 最適化された低消費電力モード
    • RUN：96µA/MHz (CoreMark)
    • SLEEP：458µA (4MHz 時)
    • STOP：47µA (32kHz 時)
    • STANDBY：1.5µA (RTC および SRAM 保持)
    • SHUTDOWN：78nA (IO ウェークアップ機能あり)
  • 包括的な超低消費電力システム アーキテクチャをもった、32 ビット Cortex-M0+ プラットフォーム
  • 柔軟な電力管理システム
    • 内部でレギュレートされたコア電源
    • 電源電圧の管理、監視、およびブラウンアウト
  • クロック システム
    • ±1.2% 精度の 4～32MHz 内部発振器 (SYSOSC)
    • 最高 80MHz のフェーズ ロック ループ (PLL)
    • ±3% 精度の 32kHz 低周波数内部発振器 (LFOSC)
    • 外部 4～48MHz 水晶発振器 (HFXT)
    • 外部 32kHz 水晶発振器 (LFXT)
    • 外部クロック入力
  • 演算アクセラレータ。DIV、SQRT、MAC、TRIG の各計算をサポート
  • 7 チャネル DMA コントローラ
  • 最大 60 の GPIO、20mA 駆動の 2 つの高駆動 IO、2 つの 5V 許容 IO
  • タイマ
    • 2 つの 16 ビット高度タイマ、最大 12 個の PWM チャネルのデッドバンドをサポート
    • 1 つの 32 ビット高分解能汎用タイマ
    • 2 つの 16 ビット汎用タイマ、STANDBY モードでの低消費電力動作をサポート
    • 1 つの 16 ビット汎用タイマ、QEI をサポート
    • 1 つの 16 ビット汎用タイマ
  • 4 つの UART インターフェイス。1 つは LIN、IrDA、DALI、スマート カード、マンチェスターをサポート、3 つは STANDBY モードでの低消費電力動作をサポート
  • 2 つの I2C インターフェイス。FM+ (1Mbit/s)、SMBus/PMBus および STOP モードからのウェークアップをサポート
  • 2 つの SPI。1 つの SPI で最大 32Mbit/s をサポート。
  • 2 つの 12 ビット 4Msps ADC を同時サンプリング
    • 250ksps で 14 ビットの実効分解能、ハードウェア平均化付き
    • 12 ビットの出力分解能、4Msps、11 ビットを超える ENOB
    • 個別の結果ストレージ レジスタを備えた合計最大 17 の外部入力チャネル
    • 温度センシング、電源監視、アナログ信号チェーン (OPA、DAC などとの相互接続) のための内部チャネル
    • ソフトウェアで選択可能なリファレンス電圧
    • RUN、SLEEP、STOP の各モードで動作
  • 3 つの高速コンパレータ (COMP)、8 ビットリファレンス電圧 DAC 内蔵
    • プログラマブル ヒステリシス
    • リファレンス電圧をプログラム可能
    • 動作モードを設定可能
    • 出力グリッチ フィルタ遅延をプログラム可能
    • 6 つのブランキング ソースをサポート
    • 先進のタイマ フォルト処理機能に接続された出力
  • テキサス・インスツルメンツのシステム構成ツールをサポート

パネルとバッテリ ラインの電圧と電流を使用して MPP の計算と追跡を行い、MSPM0G1506 を使用すると、内部の A/D コンバータ (ADC) を利用してさまざまなアナログ信号からデータを迅速に収集できます。80MHz で動作するため、高速な変換と計算を行い、効率的な MPPT の実行が可能で、それに応じて降圧コンバータのデューティ サイクルを調整できます。

バッテリ充電モードでは、MSPM0G1506 は降圧コンバータにパルス幅変調 (PWM) 信号を生成します。ここでのデューティ サイクルは降圧段の出力電流、つまりバッテリ充電電流に比例します。MCU は、バッテリの過充電を防止することで、バッテリ電圧を管理する役割も果たします。MCU は、スレッショルド電圧に達した時点でコンバータを定電圧モードに切り替えることで、この動作を実現します。さらに、MCU は、スレッショルド負荷電流に達したとき、またはバッテリ電圧が別のスレッショルドを下回ったときに負荷を切断することで、バッテリを過放電から保護します。このリファレンス デザインは、バッテリを効果的に管理することで、寿命を最大化し、性能を最適化します。

ユーザーにフィードバックを提供するために、マイコンによって制御されるステータス インジケータとアラームも設計に含まれていますが、一部は初期化されていません。