利用MCU的内部振荡器为电源增加智能控制

然而，许多模拟电源应用也能从即使最小、最便宜的微控制器(MCU)所提供的可配置能力和智能中获得很多好处。实际上，在电源中最少可能有4个独立的数字控制阶段，它们是开/关控制、比例控制配置、控制数字反馈或全数字控制。其中开/关控制阶段具有一些令人注目的优势。

通过使传统开关电源MOSFET驱动器输出无效的关断输入翻转，脉宽调制(PWM)技术可被用来控制电源的工作时间，即缓慢地从0%到100%增加电源的工作时间(图1)。该方法允许灵活的“软启动”，以避免开关电源启动时通常出现的大浪涌电流。

即使最小的MCU也具有最少4个通用I/O端口以及比应用需求大得多的计算能力，因此可将该概念直接扩展至2个或更多输出。这种机制支持同时控制多个开关稳压器，从而使输出序列非常精确。另外，如果MCU带有片上比较器和电压基准，那么它们就能有效地实现欠压锁闭或执行跟踪，以确保两个输出以相同的斜率上升。

图1：在模拟开关电源(a)中增加一个很小的廉价微处理器，便能使之具有PWM功能以执行“软启动”。

另一个为电源增加智能的相对简单的方法是利用MCU的内部振荡器(4MHz)。该振荡器可被用作开关稳压器的PWM生成器的时钟源，例如Microchip公司的高速PWM控制器MCP1630(图2)。

图2：设计工程师可以利用MCU时钟输出作为升压电路的输入源。

在这个例子中，MCU的时钟输出(通常除以4，以得到1MHz的参考时钟)接至PWM生成器的振荡输入。或者，如果MCU带有片上PWM端口，它便能用作开关稳压器PWM的输入源，从而更好地控制占空比和频率。

图3：通过这种方式对内部振荡器进行失谐处理，电源的能量能在一个很宽范围内展开，从而将单一频率的发射能量降低20dB。

MCU的内部振荡器通常是有温度补偿的RC电路，且一般在出厂时进行了初始默认校准。但设计工程师可利用MCU振荡器的校准寄存器(OSCAL)，通过软件随时调节振荡器频率。该功能有助于满足FCC和其它管理机构强制规定的辐射要求。

通过利用简单的伪随机序列改变OSCAL设置，电源频率能在从约600kHz到1.2MHz间变化。若采用线性反馈移位寄存器，只需几行代码就能很容易地实现随机数生成器。这种广为人知的技术只需对8位MCU进行很少的编程工作。通过这种方式对内部振荡器进行失谐处理，电源的能量能在一个很宽范围内展开，从而将单一频率的发射能量降低20dB(图3)。