高靈活性與高性能催生新一代數字電源控制器

在電源控制器領(lǐng)域，數字電源面臨著(zhù)兩個(gè)主要的挑戰，首先是靈活性，實(shí)際是工程師對數字電源的期許，他們總是希望通過(guò)數字電源控制器獲得最大的靈活性，通過(guò)軟件可以使數字控制器實(shí)現設計中所需的各種電源要求。其次，現在的開(kāi)關(guān)電源，尤其是隔離開(kāi)關(guān)電源，內部充滿(mǎn)了非?？焖俚淖兓?，所以電源控制器必須能夠快速處理這些高速信號，而軟件的可編程性和高速信號的檢測和處理很多時(shí)候是一對矛盾。德州儀器(TI)擁有一系列完整的模擬與數字電源管理及MCU優(yōu)化解決方案，可充分滿(mǎn)足所有數字電源設計的需求，很好地解決了這個(gè)矛盾。

在數字電源領(lǐng)域，TI有著(zhù)非常廣泛的產(chǎn)品門(mén)類(lèi)，如圖1所示，從左至右，TI的產(chǎn)品覆蓋了從模擬到半模擬直至全數字控制整個(gè)產(chǎn)品系列。左側是在隔離和非隔離電源里面扮演著(zhù)重要角色的模擬方案，中間是混合型方案，其核心為模擬電路，但數字接口已經(jīng)和內部模擬核集成在一起。右邊則為純數字電源方案，其中包括TI的最新產(chǎn)品隔離式數字電源UCD3000系列。該產(chǎn)品系列中UCD3138則主要是應中國服務(wù)器以及通訊廠(chǎng)商之需推出的。

圖1 TI整體數字電源產(chǎn)品系列

UCD3138為高集成度且可配置數字電源管理控制器，可為服務(wù)器、電信整流器以及大功率 DC/DC 模塊中各種電源拓撲提高電源密度與可靠性。在圖2所示的UCD3138數字電源架構中，其上方是完全可編程的硬件，它的基礎是硬件，是針對電源應用架構所優(yōu)化的硬件，這個(gè)硬件是一對狀態(tài)機，與位于下方的ARM7相配合就可以實(shí)現很高的靈活性。由于狀態(tài)機的基礎是硬件處理，上下兩部分集合在一起，通過(guò)編程，工程師就能夠靈活地設置它的功能。

在隔離電源里，無(wú)論是服務(wù)器還是通訊類(lèi)的應用，對電源的要求越來(lái)越高，高在越來(lái)越高的效率、集成度以及整體性能。UCD3138的數字控制功能可幫助設計人員進(jìn)一步發(fā)揮電源系統作用，包括在多個(gè)平臺上重復使用硬件設計，針對每項應用調整性能并控制參數以實(shí)現多功能等，進(jìn)而加速產(chǎn)品上市進(jìn)程。尤其是，UCD3138在6毫米 x 6毫米的小型封裝中整合了強大的32位微處理器、高速高精度數據轉換器、多個(gè)可編程硬件控制環(huán)路以及不同的通信引擎，充分滿(mǎn)足上述提及的隔離電源的全部要求。

簡(jiǎn)單易用的圖形用戶(hù)界面(GUI)與開(kāi)發(fā)工具是數字電源能否快速推廣的關(guān)鍵，畢竟現在的大多數工程師已經(jīng)習慣了模擬電源的設計，數字電源開(kāi)發(fā)工具，包括功能豐富的全電壓評估板、開(kāi)發(fā)套件、參考設計、應用固件源代碼、編程人員手冊以及Code Composer Studio軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境等可讓設計人員輕松完成使用習慣的轉換。

圖2 UCD3138優(yōu)化型電源架構