如何挑选数字电源集成电路?
源、隔离式DC/DC、负载点 (POL) 稳压器、功率调节器和滤波器,以及其它器件。由于它们所具有的集成MCU和电源专用外设,数字电源控制器具有同时执行环路补偿和管理反馈环路所需的计算能力,以保持正确的输出稳压或调节,以及执行其它系统级监视和稳压任务的能力。这些器件配备有针对电源管理应用进行优化的外设。
TI的数字电源控制器有一些行业内独一无二的功能。例如,它们的高频和高分辨率运行使得它们与GaN技术兼容,从而提供高开关速度和低功率损耗。此外,TI所有的数字电源控制器特有出色的瞬态响应和动态性能。这些功能由不同的技术实现。在某些情况下,数字电源控制器针对极快速中断而设计,这就减少了控制环路采样与响应计算之间的延迟。在其它情况下,使用集成有专用ADC和计算引擎的外设来提供针对控制环路的快速响应。通常情况下,这些快速响应能力使得控制器能够减少功率级组件间的差异所带来的影响。
集成在TI数字电源控制器中的MCU可编程性使得它们完全可配置并且能够控制复杂拓扑,以及诸如双向、多相重排序和相位校正、自适应死区时间控制以及其它运行模式。此外,通过配置这些控制器能在包括PMBus在内的多种总线上支持系统级监视、仪表计量和通信。这可实现诸如在线诊断和报告、现场功耗数据采集等精密电源管理过程,以优化设计,并且可以通过数字接口把新参数写入控制器。正因如此,可采用多种拓扑来监视控制环路。实际上,通过使用控制器的数字补偿,可以完全避免执行具有外部组件的控制环路。控制器所执行的监视和数据记录也可形成早期故障报警的基础,这也反过来使系统能够采取措施来减少这些故障的影响。
C2000($2.4000) TM微控制器
设计灵活性与开发的简便性使得TI C2000 MCU成为广泛应用中众多电源系统设计的核心部件。借助于高级C语言的完全可编程性以及可轻易更改的配置变量,C2000 MCU已经显现出其强大功能,它们可以组成很多平台架构的基础,可以很方便地将这些架构调整为满足特定的设计需要,其中也包括最高级的电源拓扑。高度可配置的PWM和ADC组合使得C2000 MCU能够支持最精密的电源控制功能。C语言中提供的模块化软件库加快了系统级应用的直观开发。TI的C2000实时C28x处理内核具有高达 200MHz的处理能力,以支持最精密的电源系统。除了其主要的处理内核,C2000 MCU还特有基于RISC的控制律加速器 (CLA) 实时协处理器,它的速度处理能力也高达200MHz。这两个完全不同的处理资源可实现处理负载的有效划分,CLA能够承担控制环路处理和其它实时任务,减轻主内核处理这些任务的负担,从而主核可以专门进行通信协议处理或额外的控制环路控制的内务处理任务。这样整个电源系统就会更加有效,响应速度更快。利用多达12对高速、高分辨率PWM(分辨率额定值150ps)等众多资源,C2000 MCU能够驱动高开关频率以及大量相位或电源轨,同时又减小了设计尺寸。集成高速ADC的处理速度高达4MSPS,分辨率高达16位。C2000 MCU还支持最常见的实时通信协议,其中包括I2C、SCI、SPI、CAN和PMBus。
通过将精密控制架构所需的全部资源集成到一个轻松可编程、可配置器件内,C2000 MCU在减小尺寸和降低成本的同时,也降低了系统其余部分的硬件复杂度。与多个PWM事件同步的高分辨率ADC和DAC可实现广泛的控制,包括斜坡补偿电路在内的片上功能性支持峰值电流模式和其它精密控制机制。诸如比较器和来自多个来源的触发区输入的数个集成资源可实现对功率级的多种保护功能,其中包括过压、欠压和过流保护。多个片上时钟提供的冗余功能可通过时钟源的备份来提高电源系统的可靠性。实际上,C2000 MCU特有一个3时钟保护系统配置,其中的一个时钟在另一个时钟发生故障时自动切换至备用时钟。
开发工具
开发人员将C2000 MCU应用到数字电源系统的设计之中,从而能够充分利用大量的软件与硬件,简化了开发流程,那些不甚了解数字电源组件的工程师们也能够很快上手。。通过充分利用 TI的powerSUITETM图形软件工具(controlSUITETM软件包的一部分),设计人员能够快速升级和完成一个开发项目。借助经完全测试软件模块(针对诸如PFC、AC/DC整流、隔离式DC/DC、DC/DC降压转换器和DC/AC变换器应用)的TI数字电源库,设计人员能够快速采用其中一个powerSUITE应用专用软件模块来满足他们系统的特定需要。不用再从头为全新系统编写代码。powerSUITE软件频率响应分析器 (SFRA) 使设计的频率响应分析自动化,而powerSUITE补偿设计工具可实现不同类型比较器的开发,以优
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