智能化數字電源系統的優(yōu)化設計

主要包括3．3 v電壓調整器及基準電壓源、觸發(fā)器、施密特比較器、欠壓關(guān)斷電路、控制門(mén)、TrueDrive驅動(dòng)器。“TrueDrive”(真驅動(dòng))為T(mén)I公司的專(zhuān)有技術(shù)，它是由并聯(lián)雙極性晶體管和MOSFET管組成上拉/下拉電路構成的混合輸出級。其優(yōu)點(diǎn)是驅動(dòng)能力強，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(guò)壓、欠壓保護，功率MOSFET不需要接起保護作用的肖特基鉗位二極管。UCD7100能在幾百ns的時(shí)間內給MOSTFET的柵極提供一個(gè)高峰值電流，快速開(kāi)啟驅動(dòng)器。UCD7100的高阻抗數字輸入端(IN)能接收3．3v邏輯電平、最高開(kāi)關(guān)頻率達2MHz的信號。利用施密特比較器能將內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(guò)電流故障，電流檢測電路就關(guān)斷驅動(dòng)器的輸出，系統可進(jìn)入重試模式。通過(guò)DSP或MCU內部的看門(mén)狗電路，能重新啟動(dòng)芯片。UCD7100內部的3．3 v／lOmA電壓調整器可作為數字控制器的電源。

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

主要包括3．3v電壓調整器及基準電壓源、脈寬調制器(PWM)、驅動(dòng)邏輯、推挽式驅動(dòng)器、欠壓關(guān)斷電路、限流電路、電流檢測電路。UCD8220／8620可運行在峰值電流模式或電壓模式，不僅能對極限電流進(jìn)行編程，還輸出一個(gè)能受主控制器監控的極限電流數字標志。UCD8220／8620的時(shí)序工作波形如圖3所示。

2．3 數字信號處理器(DSP)
UCD9501是TI公司專(zhuān)為數字電源系統配套的數字信號處理器，其同類(lèi)產(chǎn)品還有TMS320F2808，TMS320F2806。它們內部主要包含100MHz的32位CPU、時(shí)鐘振蕩器、3個(gè)32位定時(shí)器、看門(mén)狗電路、內部／外部中斷控制器、SCI總線(xiàn)、SPI總線(xiàn)、CAN總線(xiàn)及I C總線(xiàn)接口、l2路PWM信號輸出、系統控制器、16通道12位。ADC、16K×16 Flash、6K×16 SARAM、1K×16ROM。它采用標準的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 智能化數字電源系統的電路設計
智能化數字電源系統可由PWM、電源驅動(dòng)器、DSP、接口電路、顯示器和鍵盤(pán)6部分組成。系統框圖如圖4所示。