DSP的大功率開關(guān)電源的設(shè)計(jì)方案

　　TC4421/4422是Microchip公司生產(chǎn)的9A高速M(fèi)OsFET/IGBT驅(qū)動器，其中TC4421是反向輸出，TC4422是同向輸出，輸出級均為圖騰柱結(jié)構(gòu)。

　　TC4421/4422具有以下特點(diǎn)：

　　①輸出峰值電流大：9 A;

　　② 電源范圍寬：4.5 V～18 V;

　　③連續(xù)輸出電流大：最大2 A;

　　④快速的上升時(shí)間和下降時(shí)間：30 ns(負(fù)載4700pF)，180 ns(負(fù)載47000 pF);

　　⑤傳輸延遲時(shí)間短：30 ns(典型);

　　⑥供電電流小：邏輯“1”輸入～200μA(典型)，邏輯“0”輸入～55 μA(典型);

　　⑦輸出阻抗低：1.4 Ω(典型);

　　⑧閉鎖保護(hù)：可承受1.5 A的輸出反向電流;

　　⑨輸入端可承受高達(dá)5 V的反向電壓;

　　⑩能夠由TTL或CMOS電平(3 V～18 V)直接驅(qū)動，并且輸人端采用有300 mV滯回的施密特觸發(fā)電路。

　　當(dāng)TMS320LF2407A輸出的PWM1為高電平，PWM2為低電平時(shí)，經(jīng)過TCA422驅(qū)動放大后輸出，在脈沖變壓器一次側(cè)所流過的電流從PWMA流向PWMB，如圖4中箭頭所示，電壓方向?yàn)樯险仑?fù)。

　　根據(jù)變壓器的同名端和接線方式，則開關(guān)管Q1的柵極電壓為正，Q2的柵極電壓為負(fù)。因此，此時(shí)是驅(qū)動QM1導(dǎo)通。反之若是PWM1為高電平，PWM2為低電平時(shí)，則是驅(qū)動Q2導(dǎo)通。四只二極管DQ1 ～DQ2的作用是消除反電動勢對TCA422的影響。

　　(3)輔助電源電路

　　本開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)過程中所需要的幾路工作電源如下：

　　① TMS320LF2407 DSP所需電源：I/O 電源(3.3 V)，PLL(PHSAELOCKED LOOP)電源(3.3 V)，F(xiàn)IASH編程電壓(5 V)，模擬電路電源電壓(3.3 V);②TCA422芯片所需電源：電源端電壓范圍4.5～18 V(選擇15 V);③采樣電路中所用運(yùn)算放大器的工作電源為15 V。

　　因此，整個(gè)控制電路需要提供15 V、5 V和3.3 V三種制式的電壓。設(shè)計(jì)中選用深圳安時(shí)捷公司的HAw 5-220524 AC/DC模塊將220 V、50 Hz的交流電轉(zhuǎn)換成24 V直流電，然后采用三端穩(wěn)壓器7815和7805獲得15 V和5 V的電壓。TMS320LF2407A所需的3.3 V由5 V通過TPS7333QD電壓芯片得到。

　　4)采樣電路

　　電壓采樣電路由三端穩(wěn)壓器TL431和光電耦合器PC817之問的配合來構(gòu)成。電路設(shè)計(jì)如圖5所示，TL431與PC817一次側(cè)的LED串聯(lián)，TL431陰極流過的電流就是LED的電流。輸出電壓Ud經(jīng)分壓網(wǎng)絡(luò)后到參考電壓UR與TL431中的2.5 V基準(zhǔn)電壓Uref進(jìn)行比較，在陰極上形成誤差電壓，使LED的工作電流 If發(fā)生變化，再通過光耦將變化的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號送人LF2407A的ADCIN00引腳。

　　圖5 電壓采樣電路原理圖