智能化數(shù)字電源系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

主要包括3．3 v電壓調(diào)整器及基準(zhǔn)電壓源、觸發(fā)器、施密特比較器、欠壓關(guān)斷電路、控制門、TrueDrive驅(qū)動(dòng)器。“TrueDrive”(真驅(qū)動(dòng))為TI公司的專有技術(shù)，它是由并聯(lián)雙極性晶體管和MOSFET管組成上拉/下拉電路構(gòu)成的混合輸出級(jí)。其優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，在低電壓時(shí)也能正常輸出，并能在極低輸出阻抗下控制外部功率MOSFET的過壓、欠壓保護(hù)，功率MOSFET不需要接起保護(hù)作用的肖特基鉗位二極管。UCD7100能在幾百ns的時(shí)間內(nèi)給MOSTFET的柵極提供一個(gè)高峰值電流，快速開啟驅(qū)動(dòng)器。UCD7100的高阻抗數(shù)字輸入端(IN)能接收3．3v邏輯電平、最高開關(guān)頻率達(dá)2MHz的信號(hào)。利用施密特比較器能將內(nèi)部電路與外部噪音隔離。若控制器的PWM輸出停在高電平上并發(fā)生過電流故障，電流檢測(cè)電路就關(guān)斷驅(qū)動(dòng)器的輸出，系統(tǒng)可進(jìn)入重試模式。通過DSP或MCU內(nèi)部的看門狗電路，能重新啟動(dòng)芯片。UCD7100內(nèi)部的3．3 v／lOmA電壓調(diào)整器可作為數(shù)字控制器的電源。

2．2 PWM控制器
UCD8220／8620是受DSP，或MCU數(shù)字控制的雙端推挽式PWM控制器。二者區(qū)別是UCD8220可利用48V低壓?jiǎn)?dòng)，UCD8620內(nèi)部增加了110V高壓?jiǎn)?dòng)電路。UCD8220的內(nèi)部框圖如圖2所示。

主要包括3．3v電壓調(diào)整器及基準(zhǔn)電壓源、脈寬調(diào)制器(PWM)、驅(qū)動(dòng)邏輯、推挽式驅(qū)動(dòng)器、欠壓關(guān)斷電路、限流電路、電流檢測(cè)電路。UCD8220／8620可運(yùn)行在峰值電流模式或電壓模式，不僅能對(duì)極限電流進(jìn)行編程，還輸出一個(gè)能受主控制器監(jiān)控的極限電流數(shù)字標(biāo)志。UCD8220／8620的時(shí)序工作波形如圖3所示。

2．3 數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)
UCD9501是TI公司專為數(shù)字電源系統(tǒng)配套的數(shù)字信號(hào)處理器，其同類產(chǎn)品還有TMS320F2808，TMS320F2806。它們內(nèi)部主要包含100MHz的32位CPU、時(shí)鐘振蕩器、3個(gè)32位定時(shí)器、看門狗電路、內(nèi)部／外部中斷控制器、SCI總線、SPI總線、CAN總線及I C總線接口、l2路PWM信號(hào)輸出、系統(tǒng)控制器、16通道12位。ADC、16K×16 Flash、6K×16 SARAM、1K×16ROM。它采用標(biāo)準(zhǔn)的3.3v輸入／輸出接口，與UCD8K系列完全兼容。利用Power PADTM HTSSOP，和QFN軟件包可進(jìn)行編程。

3 智能化數(shù)字電源系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)
智能化數(shù)字電源系統(tǒng)可由PWM、電源驅(qū)動(dòng)器、DSP、接口電路、顯示器和鍵盤6部分組成。系統(tǒng)框圖如圖4所示。