Kot pojasnjuje Keith Curtis, tehnični inženir pri Microchip Technology Inc., lahko z nekaj diskretnimi komponentami in nekaj ustvarjalnega razmišljanja neuporabljeno periferijo mikrokontrolerja uporabimo za realizacijo nizkotokovnega stabiliziranega napetostnega vira višje napetosti.
S trendom v smeri še večje integracije se v mikrokontrolerje vgrajuje vse več perifernih naprav. Vendar pa mnogi oblikovalci ugotavljajo, da jih veliko ostaja preprosto neizkoriščenih, ko je ključna periferija v nekem projektu dokončno razporejena. Z malo ustvarjalnega mišljenja in nekaj poceni diskretnimi komponentami je mogoče s pravo kombinacijo perifernih naprav te vire izkoristiti na primer za povečanje napetosti 5V na stabiliziranih 15V z majhno tokovno zmogljivostjo.
Najbolj očitna rešitev za povečanje napetosti bi bila uporaba induktivnosti. Druga možnost je uporaba kapacitivnega množilnika (Uizh=2 x Uvh) na vhodni strani napajalnika (pred glajenjem), vendar bi v tem primeru morali na ploščico dodati še eno integrirano vezje, pa tudi napetost bi precej nihala v odvisnosti od obremenitve.
Bolj kreativni pristop je v izkoristku neuporabljene periferne naprave mikrokontrolerja za primerno vezje, ki temelji na množilniku napetosti s kondenzatorji. Če uporabimo H-mostiče PWM izhodov mikrokontrolerja skupaj z napetostnim primerjalnikom, referenčno napetostjo in kakšen kanal analogno-digitalnega pretvornika (ADC), ter temu dodamo nekaj zunanjih kondenzatorjev, uporov in diod, je mogoče ustvariti izboljšano različico množilnika napetosti (charge pump). Izvirna različica je bila uporabljena v prvih dneh televizije, ko je bil Villard kaskadni napetostni množilnik uporabljen za ustvarjanje visoke napetosti za CRT (angl. Cathode Ray Tube, katodna cev, ekran).
PWM v mikrokontrolerju omogoča delovanje popolne polnilne črpalke, medtem ko napetostni primerjalnik in referenčna napetost predstavljata preprost mehanizem povratne vezave. Z združevanjem topologije množilnika napetosti s polnilno črpalko in PWM funkcijo mikrokontrolerja dobimo vezje, ki lahko ustvari napetost 18V, če ni obremenjeno. Stabilizacijo izhodne napetosti na 15V dosežemo z izmeničnim vklopom in izklopom PWM izhoda, ki temelji na napetosti povratne vezave.
Na sliki 1 je prikazano, da se prvi kondenzator, ko je izhodna napetost prenizka, polni pol cikla prek izhoda primerjalnika. Naboj se v drugi polovici ciklusa prenese na naslednji kondenzator. Po nekaj ciklih se naboj prenese s kondenzatorja na kondenzator in vsaka stopnja k skupni napetosti doda približno 4,5V. Ko je napetost na izhodu dovolj velika, da preseže referenčno napetost na invertirajočem vhodu primerjalnika, se izhod primerjalnika postavi na nizek nivo, zato se prvi kondenzator ne polni več, s čimer preprečimo širjenje naboja s stopnje na stopnjo in ustavimo naraščanje izhodne napetosti.
Z nekaj upori, kondenzatorji in diodami ter z delom neizkoriščene periferije iz PIC® mikrokontrolerja je mogoče izvesti uporabne funkcije, za katere bi sicer na ploščici potrebovali dodatna integrirana vezja, kar bi seveda pomenilo dodatni prostor in dodatne stroške.
Višja napetost z uporabo neizkoriščene periferije MCU
