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数字控制电源性能提高的设计方案
发布时间:2016-04-28 人气:0次 编辑:未知
在电源体系中,MOSFET驱动器一般仅用于将PWM控制IC的输出旌旗灯号转换为高速的大年夜电流旌旗灯号,以便以最快的速度打开和封闭MOSFET。因为驱动器IC与MOSFET的地位相邻,所以就须要增长智能保护功能以加强电源的靠得住性。
UCD9110或UCD9501等新上市的数字电源控制器须要具备新型的智能型集成MOSFET驱动器的支撑。电源设计人员仍然对数字电源控制技巧心存疑虑。他们经常将PC的蓝屏现象归咎于软件冲突。当然,这种争议会阻碍数字控制电源以及查找控制器故障时代功率级保护策略的推广。这推动了不依附数字电源控制器旌旗灯号的具备功率级内部保护功能的MOSFET驱动器的成长。
图1:数字电源的典范实施筹划
图1是数字控制电源的典范实施筹划。图中捉崾谍字电源控制器平日的工作电压为3.3V。因为控制器设计中采取了数字低电压处理办法,出于对稳定性及噪声的┞峰酌,不克不及直接应用该数字控制器驱动MOSFET。控制器与功率级之间的接口由MOSFET驱动器供给。平日由MOSFET驱动器接收PWM或数字控制器的输出旌旗灯号,然后将其转换为适于高效开、关MOSFET的高电流旌旗灯号。如不雅控制器旌旗灯号受捣鲋才或掉足,则通俗MOSFET驱动器将无法供给任何保护功能。TI推出的UCD7K系列MOSFET驱动器将可以或许保护功率级免受因干扰驱动旌旗灯号而导致的重大年夜故障。MOSFET驱动器内置的超高速电流感应比较器供给了功率级保护。图2为相干构造图。
图2:UCD7500 MOSFET驱动器构造图
集成的超快速电流限制功能
UCD7K MOSFET驱动器接收到来自数字控制器的逻辑电平输入旌旗灯号,然后将其转换为±4A的高电流MOSFET栅极驱动旌旗灯号,并连接至功率级。该驱动器供给了具有可编程阈值及数字输出电流限制标记的周期性电流限制功能,主机控制器经由过程监测电流标记,可以选择合适的算法并得出所需的限流设备参数(Profile)。当出现数字体系不克不及及时针对故障做出响应的情况时(极少产生),该项快速(25ns)周期性电流限制保护功能就会封闭功率级。本地过电流保护功能的重要长处是,当数字控制器中的软件代码破坏或终止运行时,UCD7K器件可以或许对功率级供给保护。如不雅控制器PWM输出保持高电流,本地电流检测电路将在出现过电流情况时封闭驱动器输出。体系很可能进入重试模式,因为大年夜多半DSP及微控制器均配备有板上看门狗、掉落电复位等监控外设,可以在运行不正常时从新启动器件。然则这些外设的反竽暌功速度平日较慢,无法保护功率级不受破坏。UCD7K的电流限制比较器为功率级供给了所需的快速保护功能。
经由过程在电流限制(ILIM)引脚施加快需的阈值电压,可在0.25V至1.0V典范围内随便设置电流限制阈值。可以应用电阻分压器或者数字控制器加数模转换器来施加该电压。在任何情况下,最大年夜阈值电压已在内部限制为1.0V,而外部电压设定跨越1.0V时无效,这就为D/A转换器破坏时供给了另一种保护功能。
TrueDrive输出架构
对于快速开关速度,UCD7K驱动器的输出应用TrueDrive输出架构,在开关交换的“米勒”平坦区时代,该架构向MOSFET的┞筏极输入±4A的额定电流。TrueDrive包含由双极性管和MOSFET管并联构成的上拉/下拉电路。
高电压启动JFET+精确参考
部件号第二位数字等于或大年夜于5(如UCD7500、UCD7601)的UCD7K系列器件内置有一个110V启动JFET,可与48V通信总线电压直接相连而无需外部电阻。JFET在启动时代供给电流,当偏置绕组连接到VDD引脚获得足够的工作电流时JFET将禁用。
UCD7K系列器件中还包含精度为1%、电压为3.3V、电流为10mA的线性稳压器,该稳压器在作为参考电压的同时又为数字控制器供电。
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