HV56020/22评估板技术解析与应用指南

Microchip Technology HV56020/22评估板 (ADM00924) 是一款用于HV56020和HV56022双路高压运算放大器的演示和开发平台。HV56020和HV 6022是为触觉应用设计的驱动器解决方案。HV56020是集成了运算放大器、直流-直流转换器和功率MOSFET的多芯片模块 (MCM)。该运算放大器设计用于驱动225V触觉压电执行器，最小拉/灌电流为40mA。直流-直流控制器、功率MOSFET以及外部变压器使用非隔离式反激配置生成电压电源。HV56022由双路高压运算放大器组成，具有40A最小峰值电流和225V最大电压驱动。该器件设计与HV56020一起使用增加通道数。

数据手册：*附件：Microchip Technology HV56020，22评估板 (ADM00924)数据手册.pdf

Microchip Technology HV56020/22评估板包括HV56020和HV56022，以及一个32位微控制器 (MCU )、12位双通道数模转换器 (DAC )、一个BLUETOOTH®模块和电源管理IC。该评估板连接到基于微软Windows的PC上可用的USB端口。简单易用的图形用户界面 (GUI) 让用户可以通过USB使用实时或存储的数据文件馈入数据，并支持.csv和.wav文件类型。该评估板可通过蓝牙使用Android™应用传输数据到智能手机。

特性

• 4通道触觉驱动器参考设计
• 4个高压输出
• 225V最大工作电压
• 单个2.7V至5.5V电压电源
• 支持单块锂离子电池运行
• 电池充电电路
• 基于Windows的GUI
• Android应用
• 蓝牙通信
• 支持实时或存储波形数据
• 支持.csv和.wav文件格式
• 用于3个电容式触摸按钮的连接器
• 四个高电压运算放大器
• 4Mb SPI串行闪存

板布局

框图

HV56020/22评估板技术解析与应用指南

‌1. 产品概述与核心特性‌

Microchip的HV56020/22评估板（ADM00924）是一款专为高电压驱动应用设计的开发平台，集成了双路高压运算放大器（HV56022）和带DC-DC转换器的功率MOSFET模块（HV56020）。其核心特性包括：

• ‌高压驱动能力‌：支持最高225V输出电压，峰值电流40mA，适用于压电致动器（Haptic）驱动。
• ‌多平台支持‌：提供Windows 10 GUI和Android BLE应用两种控制方式。
• ‌集成化设计‌：包含32位ARM Cortex-M0 MCU（SAML21J18B）、12位双通道DAC（MCP48FEB22）及蓝牙低功耗模块（RN4871）。
• ‌灵活供电‌：支持单节锂离子电池（2.7-4.7V）和USB充电管理（MCP73830）。

‌2. 硬件架构解析‌

评估板采用模块化设计，关键模块功能如下：

• ‌电源管理‌：
  • MCP1812 LDO提供3.3V低功耗稳压，MIC94325抑制电源纹波。
  • HV56020内置非隔离反激式DC-DC控制器，生成高压供电（VPP可调67.5V-225V）。
• ‌信号链‌：
  • 数字信号通过SPI接口传输至DAC，转换为模拟电压驱动高压运放。
  • 四路独立输出（HVOUT1-HVOUT4）支持多通道同步控制。
• ‌保护机制‌：
  • 过压/欠压、短路保护（DC-DC端）。
  • 温度监控（+125°C阈值触发关断）。

‌3. 典型应用场景‌

• ‌触觉反馈系统‌：驱动压电陶瓷产生振动反馈，适用于手机、游戏控制器等。
• ‌工业自动化‌：高压阀门控制、精密定位驱动。
• ‌医疗设备‌：超声探头驱动电路。

‌4. 开发流程详解‌

1. ‌环境搭建‌：
   • ‌Windows平台‌：安装MCHP Bridge驱动，通过GUI导入CSV/WAV波形文件（支持8-20kS/s采样率）。
   • ‌Android平台‌：下载MCHP Haptic BLE App，配对PIN码“123456”。
2. ‌波形配置‌：
   • CSV文件格式：8位编码（0-255对应0%-100% VPP），支持多通道映射。
   • 效果处理：支持削波（Clipping）和斜坡（Ramp）调节。

‌5. 设计注意事项‌

• ‌热管理‌：连续运行需监控HV56020结温，避免超过150°C。
• ‌负载匹配‌：推荐容性负载0.22µF，实测波形见附录C（如Figure C-1至C-10）。
• ‌安全警告‌：
  • 高压输出端需避免直接接触，PCB布局参考附录A的层叠设计（如Power Plane隔离）。
  • 禁止PC GUI与Android App同时操作。

‌6. 扩展资源‌

• ‌数据手册‌：HV56020（DS200006335）、HV56022（DS50006326）。
• ‌设计工具‌：MPLAB® X IDE（DS50006326）支持代码调试。
• ‌技术支持‌：Microchip官网提供应用笔记（如AN1899）和在线仿真模型。