發(fā)展現(xiàn)狀

數(shù)字電源系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著現(xiàn)代科技事業(yè)的發(fā)展及開關(guān)電源市場的需求，在21世紀(jì)初國際上開始研制數(shù)字電源系統(tǒng)。2005年3月，美國德州儀器公司(TI)宣布推出具有創(chuàng)新型的數(shù)字電源產(chǎn)品，不僅能電源系統(tǒng)的性能，還可大幅度延長其使用壽命。該公司還展示了Fusjon Digital Powe解決方案，以證明數(shù)字電源系統(tǒng)能以競爭力的低成本，實現(xiàn)指標(biāo)及設(shè)計靈活性。

該解決方案包括以下3類芯片：

1)UCD7K系列數(shù)字電源驅(qū)動器(含UCD7100和UCD7201);

2)UCD8K系列PWM控制器(含UCD8620和UCD8220);

3)UCD9K系列數(shù)字信號處理器(UCD9110/9501)。

上述芯片已形成系列化產(chǎn)品，于2005年秋季正式銷售。該產(chǎn)品支持包括從AC線路到負(fù)載的電源系統(tǒng)，可廣泛用于電信設(shè)施、計算機服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)及不間斷電源(UPS)等。

基本構(gòu)成

2.l 數(shù)字電源驅(qū)動器

UCD7100/7201均屬于數(shù)字控制電源驅(qū)動器芯片，二者的區(qū)別是UCD7100為單端輸出，UCD7201為雙端輸出，額定輸出電流均為±4A，可驅(qū)動MosFET開關(guān)功率管，均可適配UCD9110/9501型數(shù)字控制器。主控制器可監(jiān)控其輸出電流，快速檢測過流故障并迅速關(guān)斷電源，檢測周期僅為25ns。

現(xiàn)以UCD7100為例，其內(nèi)部框圖如圖1所示。

主要包括3.3 v電壓調(diào)整器及基準(zhǔn)電壓源、觸發(fā)器、施密特比較器、欠壓關(guān)斷電路、控制門、TrueDrive驅(qū)動器。“TrueDrive”(真驅(qū)動)為TI公司的專有技術(shù)，它是由并聯(lián)雙性晶體管和MOSFET管組成上拉/下拉電路構(gòu)成的混合輸出級。其優(yōu)點是驅(qū)動能力強，在低電壓時也能正常輸出，并能在低輸出阻抗下控制外部功率MOSFET的過壓、欠壓保護(hù)，功率MOSFET不需要接起保護(hù)作用的肖特基鉗位二管。UCD7100能在幾百ns的時間內(nèi)給MOSTFET的柵提供一個高峰值電流，快速開啟驅(qū)動器。UCD7100的高阻抗數(shù)字輸入端(IN)能接收3.3v邏輯電平、高開關(guān)頻率達(dá)2MHz的信號。利用施密特比較器能將內(nèi)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(guān)斷驅(qū)動器的輸出，系統(tǒng)可進(jìn)入重試模式。通過DSP或MCU內(nèi)部的看門狗電路，能重新啟動芯片。UCD7100內(nèi)部的3.3 v/lOmA電壓調(diào)整器可作為數(shù)字控制器的電源。

2.2 PWM控制器

UCD8220/8620是受DSP，或MCU數(shù)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(nèi)部增加了110V高壓啟動電路。UCD8220的內(nèi)部框圖如圖2所示。