智能化数字电源系统的优化设计(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表时间:2007-06-29 人气:1

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2．2 PWM控制器
　　UCD8220／8620是受DSP，或MCU数字控制的双端推挽式PWM控制器。二者区别是UCD8220可利用48V低压启动，UCD8620内部增加了110V高压启动电路。UCD8220的内部框图如图2所示。

　　主要包括3．3v电压调整器及基准电压源、脉宽调制器(PWM)、驱动逻辑、推挽式驱动器、欠压关断电路、限流电路、电流检测电路。UCD8220／8620可运行在峰值电流模式或电压模式，不仅能对极限电流进行编程，还输出一个能受主控制器监控的极限电流数字标志。UCD8220／8620的时序工作波形如图3所示。

2．3 数字信号处理器(DSP)
　　UCD9501是TI公司专为数字电源系统配套的数字信号处理器，其同类产品还有TMS320F2808，TMS320F2806。它们内部主要包含100MHz的32位CPU、时钟振荡器、3个32位定时器、看门狗电路、内部／外部中断控制器、SCI总线、SPI总线、CAN总线及I C总线接口、l2路PWM信号输出、系统控制器、16通道12位。ADC、16K×16 Flash、6K×16 SARAM、1K×16ROM。它采用标准的3.3v输入／输出接口，与UCD8K系列完全兼容。利用Power PADTM HTSSOP，和QFN软件包可进行编程。

3 智能化数字电源系统的电路设计
　　智能化数字电源系统可由PWM、电源驱动器、DSP、接口电路、显示器和键盘6部分组成。系统框图如图4所示。

　　图中的数字信号处理器UCD9501通过接口芯片与键盘和显示器相连，用户不仅能从显示器上观察到当前的电源参数，还可通过键盘随时修改电源参数。

　　为简化配置，也可由数字信号处理器(UCD9501)和数字控制电源驱动器(UCD7100)构成智能化数字电源系统，电路如图5所示。

　　交流电压经过整流滤波后获得的 36～72 v直流输入电压U1，接高频变压器的初级绕组；还经过R1、R2分压后，分别接UCD9501的模拟输入端AN1及AN2。初级绕组的另一端接功率MOSFET。R3为限流电阻。R4为电流检测电阻。偏置绕组的输出电压通过VD1、C1整流滤波后得到 12v的直流偏压，接UCD7100的电源端(UDD)。UCD7100输出的3．3 v电压为UCD9501提供电源。次级整流滤波电路由VD2、L和C2组成，VD3为续流二极管，UD为直流输出电压。从UCD9501输出的脉宽调制信号(PWMA)送至UCD7100的IN端。UCD7100的极限电流标志端(CLF)接UCD9501的中断端(INT)，极限电流设定端(ILIM)接UCD9501的GMTR端。利用光耦隔离放大器可将输出级与输入级进行隔离。

　　当UDD=12V，UCD7100的负载电容CLOAD=10nF,开关频率f=300kHz时，偏置功耗为P=CLOADUDD2=10nF*(12v)2*300kHz=0.432W。偏置电流I=P/UDD=0.432W/12V=0.036A。

　　若采用UCD7201，则可驱动两只外部功率MOSFET。此外还可用UCD9501和UCD8620组成数字电源系统。

4 结语
　　数字电源系统具有高集成度、高性价比、电源管理功能完善、外围电路简单、能面向用户设计等显著优点，为实现智能化电源系统的优化设计创造了有利条件。

作者：河北科技大学沙占友张良王科　

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