数字电源控制器与芯片应用

4、新型数字电源与芯片特征及应用

4.1 UCD7K数字电源驱动器.UCD7K驱动器不仅作为数宇控制器与电源极(poweFstage)间的接口，还提供电源保护以及用于数字控制器的偏压。UCD7K为新一代的数字电源设备驱动器，已经集成了以全时模式保护功率级的安全电路。另外，这些专用驱动器还集成了许多特殊的功能，如线性调节器及运算放大器等，以便为数字控制器供电，并帮助进行信号调节。

图5所示为UCD7K驱动器与数字电源控制器与功率级相接示意图，并实现保护与偏置电源管理示意图。

图5右兰色框图为UCD7K组成框图，它由3.3V线性调节器与驱动器及模拟脉冲限流军等3部分合成．而图5左灰色框图为数字电源控制器组成框图。UCD7K系列器件中还包了含精度为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。

UCD7K驱动器主要特征为；高电流栅极驱动器，可编程旗模拟脉冲限流及板上3.3V10mA线性稳压器。其优点为：能与功率级相接；具有故障保护及灵活的过载保护；能为数字控制器提供电源。

*UCD7K驱动器功能分析。

集成的超快速电流限制功能

UCD7KMOSFET驱动器接收到来自数字控制器的逻辑电平输入信号，然后将其转换为土4A的高电流MOSFET栅极驱动信号，并连接至功率级。该驱动器提供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，主机控制器通过监测电流标记可以选择合适的算法，并得出所需的限流配置参数(Profile)。当出现数字系统不能及时针对故障作出响应的情况时(极少发生)，该项快速(25ns)周期性电流限制保护功能就会关闭功率级。

本地过电流保护功能的主要优点是，当数字控制器中的软件代码损坏或终止运行时，UCD7K器件能对功率级提供保护。如果控制器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关闭驱动器输出。系统很可能进入重试模式，因为大多数DSP及微控制器均配备有板上看门狗和掉电复位等监控外设，可以在运行不正常时重新启动器件。但是这些外设的反应速度通常较慢，无法保护功率级不受损坏。UCD7K的电流限制比较器为功率级提供了所需的快速保护功能。

通过在电流限制(1LIM)引脚施加所需的阈值电压，可在0.25V～1.0V的范围内随意设置电流限制阈值。可以使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，最大阈值电压已在内部限定为1.0V，而外部电压设定超过1.0V时无效，这就为D／A转换器损坏时提供了另一种保护功能。

UCD7K的TrueDrive输出架构．

TrueDrive输出架构对于快速开关速度，UCD7K驱动器的输出使用TrueDrive输出架构，在开关交换的"米勒"平坦区期间，这个架构向MOSFET的栅极输入土4A的额定电流。TrueDrive包含由双极性管和MOSFET管并联组成的上拉／下拉电路。

4.32数宇控制同步压降。±4A驱动器特征

以UCD7230为例。UCD7230隶属于UCD7K系列数字控制兼容驱动器，可用于采用了数字控制技术的应用或是需求快速局部峰值电流限制保护的应用。UCD7230是同步压降、4AMOSFET门驱动器。该器件极为适用于提供数字控制器间的桥接，例如UCD9K同步压降控器，图6为UCD7230原理框图。

UCD7230器件具有快速的25ns逐周期(cycleby-cycle)电流限制保护，可保护电源极免受不恰当输入或过载电流的损害。UCD7230是具有大电流，高侧(high-side)及低侧(Iowoside)的4A驱动器，采用了TI的TrueDrive输出架构。该架构在开关转换的米勒上升区间向MOSFET的门电容输出额定的电流，从而获得了更快的转换速率。其主要特点：为2MHz转换频率，双限流保护，快速的电流感应电路，传播延迟仅为25ns；具有低失调。高增益差分电流感应放大器；具有3.3V10mA内部稳压器；具有+4ATrueDrive大电流驱动器；22nF负载时，上升下降时间为10nS(典型值)；具有数字输出电流限制标志位；为45v～155V电源电压范围。

图7为应用UCD7230数字控制同步压降与数字脉宽调制控制器UCD9112相接构成数字转换器示意框图。它反映了新型数字脉宽调制控制器UCD9112需要具备智能型集成MOSFET驱动器的UCD7230支持。