智能化數字電源系統(tǒng)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、欠壓關斷電路、控制門、TrueDrive驅動器。“TrueDrive”(真驅動)為TI公司的專有技術,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)點是驅動能力強,在低電壓時也能正常輸出,并能在極低輸出阻抗下控制外部功率MOSFET的過壓、欠壓保護,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的時間內給MOSTFET的柵極提供一個高峰值電流,快速開啟驅動器。UCD7100的高阻抗數字輸入端(IN)能接收3.3v邏輯電平、最高開關頻率達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)生過電流故障,電流檢測電路就關斷驅動器的輸出,系統(tǒng)可進入重試模式。通過DSP或MCU內部的看門狗電路,能重新啟動芯片。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(qū)別是UCD8220可利用48V低壓啟動,UCD8620內部增加了110V高壓啟動電路。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)、驅動邏輯、推挽式驅動器、欠壓關斷電路、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行編程,還輸出一個能受主控制器監(jiān)控的極限電流數字標志。UCD8220/8620的時序工作波形如圖3所示。
2.3 數字信號處理器(DSP)
UCD9501是TI公司專為數字電源系統(tǒng)配套的數字信號處理器,其同類產品還有TMS320F2808,TMS320F2806。它們內部主要包含100MHz的32位CPU、時鐘振蕩器、3個32位定時器、看門狗電路、內部/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軟件包可進行編程。
3 智能化數字電源系統(tǒng)的電路設計
智能化數字電源系統(tǒng)可由PWM、電源驅動器、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。
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