智能化數字電源系統的優化設計

主要包括3．3 v電壓調整器及基準電壓源、觸發器、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生過電流故障，電流檢測電路就關斷驅動器的輸出，系統可進入重試模式。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的電路設計
智能化數字電源系統可由PWM、電源驅動器、DSP、接口電路、顯示器和鍵盤6部分組成。系統框圖如圖4所示。