在當今日新月異的時代，數位化應用已是日益廣泛，無所不在的地步。就連最常見的電源區塊，也已經一步一步更大範圍的轉換到數位電源的領域上，以更極致的控制美學與更彈性的調配能力，用於追求系統的最佳化，效能最大化的最佳狀態。然而這樣就是數位電源的終點？

想必不是，這之間存在一個問題需要克服：如何更新韌體並同時維持電源穩定輸出？

無論是為了增加功能，或者解決存在的問題而需要更新韌體，於一般的應用中，這是普遍又再簡單不過的功能。但對於數位電源來說卻是個難題，因為一般而言，更新韌體時，數位控制迴路會處於暫停的狀態，並且維持很長一段時間，若此時輸出負載發生變化，控制停擺的這段期間內，輕者輸出無法維持在合理範圍內，更甚者極可能造成電源損毀。

Microchip因應客戶需求推出新系列dsPIC33EP GS產品，不僅能夠在線更新韌體且不需擔心電源控制停滯的問題，還能夠同時保存新舊兩版本韌體於單晶片中但不會被非法讀取仿冒。

從下方圖(一) 可以看出，Partition 1 & 2分別表示兩個獨立的韌體版本，此系列可以操作在兩種模式，單一啟動區塊與雙啟動區塊模式。雙啟動區塊模式時，個別區塊之間是無法互相讀取的，以確保客戶智慧結晶受到保護。

dsPIC33EP GS產品在燒錄新版韌體期間，舊版依舊能正常運作，不受任何影響而導致電源失去控制。燒錄完成後即可在彈指之間，快速切換到新版本韌體，並立即開始運作新版韌體。

本文透過圖(二) Microchip Digital Power Starter Kit II做基本的驗證說明。此實驗版是一塊數位控制電源板，可運用dsPIC33FJ GS以及dsPIC33EP GS兩個系列，其中包含一個獨立的DC/DC同步降壓轉換器和一個獨立的DC/DC升壓轉換器，兩個轉換器皆具備了同步整流功能，並且能支援電壓與電流兩種控制模式。為方便實驗，於每個轉換器輸出皆有MOSFET控制的電阻負載，當然也能連接使用外部負載做更複雜的調整。人機界面則預留有電壓、電流、溫度和故障條件的LCD顯示器。同時此實驗版已整合了的燒錄與除錯器，可直接使用USB介面進行燒錄與除錯。

觀察圖(三) 實際動態切換韌體版本展示圖可以得知，原本V1.0版本採用的是效能較差的2P2Z控制方式，較低的相位餘裕，當輸出有大範圍的動態負載變動時，會造成較大的輸出電壓變化量，並且有振盪現象。接著圖3中間為韌體進行切換，約3.15us後，其韌體已經是新的版本V1.1，由於新韌體V1.1採用的是3P3Z的控制方式，其增加了相位餘裕，大幅度降低輸出電壓變化量，同時也解決了振盪現象。圖中CH1黃色線為輸出電壓，於3.15us的切換期間，輸出電壓並沒有任何改變，用以確保韌體切換不會影響電源的控制，保證電源的持續性。

歡迎到Microchip的Intelligent Power網頁及資源中心閱讀更多的資料與訊息：

http://www.microchip.com/design-centers/intelligent-power

http://www.microchip.com/DevelopmentTools/ProductDetails.aspx?PartNO=DM330017-2

作者 李政道 Microchip應用工程師