PIC12HV752 MCU解决LED驱动器的十大问题

PIC12HV752是一款小型且经济的类比数码信号混合微控制器，提供LED照明设计人员创新的固态照明(SSL)解决方案。

PIC12HV752是一款小型且经济的类比数码信号混合微控制器，提供LED照明设计人员创新的固态照明(SSL)解决方案，以获得更高的效能。

无论是透过提供通讯功能、高端传感功能、触控输入或是更多的灵活性来为照明增加智能，其关键是透过小型微控制器程序设计上的弹性，来赋予照明产品智能性。以下将介绍智能照明方案中主要的设计需求，您会发现，在不影响性能及功耗下，如何降低电路的成本及尺寸，将会是重要的议题。

直流高电压电源

在考虑将微控制器添加到(类比)直流？直流转换器电路时，应先了解这些MCU对自己的电源有多麽挑剔。使用PIC12HV752则不必担心需要提供良好的稳压5V电源轨。这一特性在元件编号中以「HV」表示，该元件整合了芯片内建分流稳压器。您只需串联一个电阻并将其直接连接到高电压输入端。必要时，分流稳压器将调整吸收电流的总量，使电阻上的压降能保证其端子上始终存在不超过5V(+/-10%)的电压。

产生良好稳压电源所需的电流总量有一最小的电流值：在-40到+85摄氏度的温度范围内为1 mA。除此之外，可自由使用欧姆定律来决定所需的最小电阻及电源。为确保不需要其他外部元件，PIC12HV752包含了保证正确上电顺序的上电重置电路，以及保证掉电再上电时仍能安全工作的掉电检测电路。

监视电源电压

除了上电和掉电再上电的情况，还有许多需要参考电压的因素。PIC12HV752包含了一组1.2V的固定参考电压(FVR)输出，该电压无需外部连接即可直接输入至10位元类比数码转换器(ADC)的输入通道和？或类比比较器的输入端。

微控制器能够将Vdd与绝对电压进行比较，使用电池电源时可用来检测电池低电量状态，或在返驰应用中说明稳压辅助电源的电压输出。后项用途提高了电路的效率，可适度控制成本。

高频工作

PIC12HV752提供的类比比较器模块，并不是微控制器中常见的典型元件。此模块具有低于30 ns的响应时间，是用来控制降压转换器(工作速度最高500 kHz)峰值电流的最佳选择。大多数低成本直流？直流转换器在150-250 kHz的频率下，才能顺畅工作并实现最佳成本？尺寸平衡。

将比较器切换到低功耗模式时，会造成元件运行速度降低；若将响应时间控制在200 ns范围内，低功耗模式会显着降低模块的功耗。

降低传感损耗

PIC12HV752可提供5位元「有限量程」的DAC模块，将其设计为与比较器配合工作，并采用典型降压或返驰式转换器拓扑。在内部连接正常时，可用作回馈电路中的峰值电流检测器。

基于效率原因，检测电流(峰值)的方式是在负载(LED串)上串联尽可能小的电阻。为了符合实际，应选择能提供300mV回馈的电阻值，高于该值会浪费能源，低于该值会导致信噪比不佳。

如果将该信号施加到比较器的输入端，同时将DAC的输出连接到比较器的另一个输入端，以设定临界变化点。则DAC模块应提供0到300 mV范围内的最大分辨率。这正是PIC12HV752「有限量程」模式的工作原理，为您提供相当于9位元DAC所能提供的有效分辨率(10 mV@5V)，但无需增加额外的成本。

降低开关损耗

将同步开关拓璞用于直流？直流转换器设计，以便在输出电压相对较低(短串联或单个LED)时提高效率，并降低所谓的开关损耗。为降低耗损，我们可以使用同步切换方式，使用一主动元件来增加系统的效率。代价是要增加一个MOSFET和一小部分电路。

PIC12HV752可以轻松地补偿开关损耗，因为比较器(或PWM模块)的输出可馈入互补输出发生器(COG)的小型模块，如此两个互补的输出信号便能驱动MOSFET。COG模块提供了对两个输出信号的额外控制，以保护Dead-Band。这是防止两个MOSFET闸极电容短路的保护措施。COG还有许多特性可确保安全控制同步输出，在提供灵活性的同时，也实现元件数量、成本和效率之间的理想平衡。

驱动MOSFET

在组成完整的直流？直流转换器所需的元件中，至少会有一个MOSFET元件。PIC微控制器因其强大的输出汲入、推动性能(25 mA)而为人所知，但要确保MOSFET避开X线性区域，还需要更多元件协助。MOSFET驱动器很常见而且也不是特别昂贵，但这始终是一个相对的考量。

PIC12HV752可在两个选定I/O接脚上提供大小为50 mA的(汲、推)电流，帮助您降低成本。尽管与某些分离式MOSFET驱动器IC提供的电流相距甚远，但MOSFET驱动器需要额外的成本和空间；另一方面，则存在可导致转换器效率降低的损耗。如何选择将取决于设计细节。

功耗

PIC12HV752设计为一混合解决方案，其中处于LED驱动器设计核心的直流？直流转换，是在MCU执行完简单的初始设置后，以类比方式几乎完全独立执行的。设计人员可使用MCU的所有「计算能力」来提供「智能」，而困难工作由比较器(或PWM)、DAC和COG模块的巧妙组合在后台完成。

许多采用智能解决方案的照明应用，是在围绕发光元件未启动的状态下设计的。在这种情况下，MCU在工作的同时必须警惕其功耗会成为整个应用功耗预算的主要组成部分。而PIC12HV752的有效功耗非常低，低于45 μA/MHz(2V时)；在元件处于非工作状态的情况下，内核功耗将降10 nA。其表现在市售的嵌入式微控制器中名列前茅。

挥发性

PIC12HV752是快闪存储器微控制器，其程序存储器内容可重写几十万次，产品寿命较长，安装后也可以注入新的程序代码。该微控制器还可使用其程序存储器的参数。PIC12HV752快闪存储器可保证10万次擦？写以及40年的数据保存时间，对许多照明应用绰绰有余。

空间

PIC12HV752为8接脚封装形式，其高整合度和灵活的内部连接，使这样的封装形式成为可能。其中包括一些相对较大的封装，如DIP8和SOIC8，以及极小的封装，如3×3 mm DFN选项。将小尺寸与相对较大的接脚间距(0.6 mm)结合在一起，易于使用且装配成本低。

成本

PIC12HV752不仅是BOM上成本最低的元件，且实现完整的解决方案只需要其他少量元件。

以上10点能帮助您理解，选择PIC12HV752微控制器来设计高性价比的小型高效LED驱动器，具相当优势。同时，任何需要微控制器的智能和灵活性，以及类比开关易用性的直流？直流转换应用(如小型电源和电池充电器等)，都将从相同的类比整合和简化性组合中受益。