Microchip Technology MPLAB Starter Kit for PIC18F MCU DM180021 DM180021 User Manual

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DM180021
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MPLAB Starter Kit for PIC18F User’s Guide
DS51852A-page 34
 
© 2009 Microchip Technology Inc.
B.2
PIC18F SOFT START CIRCUITRY
One strategy to meet the key USB current specifications is to include a software 
controllable soft start mechanism. The starter kit implements the simple soft start circuit 
shown in Figure B-1.
FIGURE B-1:
PIC18F STARTER KIT SOFT START CIRCUIT
Transistor, Q1, a power MOSFET, blocks the current from the 3.3V power rail to the 
non-microcontroller portions of the application circuit (e.g., SD card, OLED, etc). R21 
ensures that on initial power-up, Q1 is blocking the current flow. R20 and C16 form an 
RC filter on the digital output from the microcontroller (RC0 port). This RC filter creates 
an analog voltage on the gate of Q1 from the PWM signal supplied by the micro-
controller. The values of C16 and R20 are chosen to produce a large RC time constant 
compared to the PWM frequency, and such that, the current drawn from the pin is within 
the port pin’s specification.
The PWM frequency is based on the RC network and is chosen to produce a fairly 
constant voltage on the gate of Q1. The PWM duty cycle is determined by the gate 
threshold of Q1. Once the frequency is selected, changing the PWM duty cycle will 
result in a change of the gate voltage. The duty cycle is set so that the starting voltage 
on the gate of Q1 is above the threshold voltage across all device variations, so that 
the device is in an OFF state. The duty cycle is varied at a rate in which the gate voltage 
on Q1 changes slowly enough to ensure that the transistor stays in its linear region dur-
ing the full charging of Q1’s output (Figure B-2). The result is that voltage is supplied to 
the application at a slower rate, thus lowering the inrush current.
The duty cycle should stop sweeping at a point that is lower than any possible value for 
Q1’s threshold voltage; this ensures that the entire linear region is used for as long as 
possible. Once this point is reached, the software can disable the PWM and set the 
output of RC0 low; this puts Q1 in Full Saturation mode.
Figure B-2 and Figure B-3 show how the change in gate voltage (yellow trace) relates 
to the change in the circuit’s output (blue trace). Figure B-2 captures a close look at the 
linear region, while Figure B-3 captures the entire PWM cycle from no output to full out-
put. Note that the gate voltage decreases slowly and constantly over the entire potential 
threshold voltage range of Q1.
IRLML6402PBF
Q1
+3.3V
R20
1.5k
R21
100k
C16
0.1 
μF
APP_VDD
RC0