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數(shù)字電源技術(shù)掃盲篇
計(jì)年復(fù)合增長(zhǎng)率(cagr)在今後幾年將超過(guò) 100%。四、數(shù)字電源ic 目前，比較領(lǐng)先的數(shù)字電源ic開(kāi)發(fā)商有德州儀器、凌特公司(linear technology)、integrated power等大公司。下面以德州儀器的ucd7k、ucd8k和ucd9k系列數(shù)字電源ic為例，介紹數(shù)字電源ic的主要特點(diǎn)。 1、ucd7k數(shù)字電源驅(qū)動(dòng)器德州儀器的ucd7000系列ic主要應(yīng)用于數(shù)字電源或者需要快速局部電流限制保護(hù)的場(chǎng)合，兼容標(biāo)準(zhǔn)3.3v dsp微控制器i/o端口。ucd7201是該系列其中之一，其功能框圖如圖1。圖1、德州儀器數(shù)字電源ic ucd7201結(jié)構(gòu)框圖 ucd7201 可與ucd9110、ucd9501等數(shù)字電源控制器進(jìn)行雙端拓?fù)溥B接?？删幊涕T(mén)限，具備可由主控制器監(jiān)視的數(shù)字輸出電流限制標(biāo)志。高阻抗數(shù)字輸入端，可以輸入頻率高達(dá)2mhz的3.3v邏輯電平信號(hào)，引腳內(nèi)部有施密特比較器防止外部噪聲干擾。有電流限制標(biāo)志引腳。電流限制門(mén)限設(shè)置端口，可將門(mén)限設(shè)置的 0.25v到1.0v之間的任意值當(dāng)其開(kāi)路時(shí)門(mén)限缺省值為0.5v。以上端口的引腳配置位置根據(jù)元件
智能化數(shù)字電源系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
便于構(gòu)成分布式數(shù)字電源系統(tǒng)。 1.2 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(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)的需求，在21世紀(jì)初國(guó)際上開(kāi)始研制數(shù)字電源系統(tǒng)。2005年3月，美國(guó)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，不僅能顯著提高電源系統(tǒng)的性能，還可大幅度延長(zhǎng)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)能以極具競(jìng)爭(zhēng)力的低成本，實(shí)現(xiàn)高性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)靈活性。該解決方案包括以下3類(lèi)芯片： 1)ucd7k系列數(shù)字電源驅(qū)動(dòng)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(hào)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(xiāo)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(jì)算機(jī)服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)及不間斷電源(ups)等。 2 數(shù)字電源系統(tǒng)的基本構(gòu)成 2.l 數(shù)字電源驅(qū)動(dòng)器 ucd7100／7201均屬于數(shù)字控制電源驅(qū)動(dòng)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
數(shù)字電源技術(shù)及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
字部分的采樣網(wǎng)絡(luò)及a/d轉(zhuǎn)換器和從數(shù)字部分到模擬部分的pwm外圍電路、相應(yīng)的門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路及d/a轉(zhuǎn)換器或i/o外圍電路。數(shù)字電源可以完成對(duì)pwm控制環(huán)路的數(shù)字控制和數(shù)字電源管理與通信任務(wù)。系統(tǒng)可以使用一種或兩種形式的數(shù)字電源。數(shù)字電源的關(guān)鍵數(shù)字器件有數(shù)字電源驅(qū)動(dòng)器、數(shù)字電源pwm控制器和數(shù)字信號(hào)處理器等。（一）數(shù)字電源驅(qū)動(dòng)器目前，數(shù)字控制電源驅(qū)動(dòng)器芯片中比較典型的應(yīng)用有美國(guó)德州儀器公司（ti）公司的ucd7100/7201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(dòng)mosfet開(kāi)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(cè)過(guò)流故障并迅速關(guān)斷電源，檢測(cè)周期僅為25ns. 現(xiàn)以u(píng)cd7100為例，該芯片主要包括3.3v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(mén)、true drive驅(qū)動(dòng)器等部分組成。"true drive"（真驅(qū)動(dòng)）為ti公司的專(zhuān)有技術(shù)，它是由并聯(lián)雙極性晶體管和mosfet管組成上拉/下拉電路構(gòu)成的混合輸出級(jí)。其優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)
開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的最新進(jìn)展
實(shí)力。ti 公司已經(jīng)用dsp的tms320c28f10制成了通訊用的48v輸出大功率電源模塊。其中pfc 和pwm 部分完全為數(shù)字式控制?，F(xiàn)在，ti公司已經(jīng)研發(fā)出了多款數(shù)字式pwm 控制芯片。目前主要是ucd7000 系列、ucd8000 系列和ucd9000 系列，它們將成為下一代數(shù)字電源的探路者。 ucd7000 系列主要是數(shù)字控制的功率驅(qū)動(dòng)級(jí)，既有驅(qū)動(dòng)正激電路的，也有驅(qū)動(dòng)推挽和半橋電路的。它需要微控制器（μc）或dsp給出pwm的數(shù)控信號(hào)，才能構(gòu)成一個(gè)完整的數(shù)字電源。已經(jīng)推出的產(chǎn)品有ucd7201，ucd7100，ucd7440，ucd7230 等。其中分別控制正激電路，半橋電路以及非隔離的buck電路。 ucd8000 系列主要是將數(shù)字式的pwm和驅(qū)動(dòng)部分集成在一起。用它設(shè)計(jì)數(shù)字電源只需外加μc 或dsp 即可。例如ucd8620 配合ucd9110就可以組成一個(gè)數(shù)控半橋電路。 ucd9000 系列則主要包括dsp 及數(shù)字pwm部分，它需要與ucd7000 系列合作來(lái)組成數(shù)字電源。總之，它們總體上既要包括硬件部分，還要做軟件編程。硬件部分包括pwm的邏輯部分，時(shí)鐘，放大
PoL變換器的數(shù)字控制
p是一個(gè)硬件單元，它可接通數(shù)字域的反饋回路。它由一個(gè)快速50ns adc、一個(gè)帶可編程查表的數(shù)字pid調(diào)整器、一個(gè)高達(dá)175ps占空因數(shù)分辨率的高分辨率pwm和一個(gè)失效計(jì)數(shù)快速保護(hù)組成。通過(guò)pmbus可編程其調(diào)整值，并存儲(chǔ)在控制器的數(shù)據(jù)閃存中。ucd91xx控制器具有單個(gè)簡(jiǎn)單的pid調(diào)整器(具有2個(gè)零點(diǎn))，ucd92xx控制器包含多達(dá)4個(gè)更復(fù)雜的調(diào)整器(每個(gè)調(diào)整器有3個(gè)零點(diǎn)和3個(gè)極點(diǎn))。 ucd9125是一款全橋控制器，具有自適應(yīng)空載時(shí)間。空載時(shí)間映射為輸出負(fù)載的函數(shù)來(lái)降低功耗。控制器通過(guò)ucd7201數(shù)字控制兼容的雙±4a mos fet驅(qū)動(dòng)器連接到功率級(jí)。雙相pol變換器(見(jiàn)圖1)是基于ucd9112基礎(chǔ)上。這種數(shù)字雙相同步降壓控制器支持高達(dá)2mhz開(kāi)關(guān)頻率(每相)，用gui配置它。除數(shù)字接通控制回路外，它監(jiān)控和管理電源工作條件，并通過(guò)pmbus報(bào)告狀態(tài)到主系統(tǒng)。它也包含可配置風(fēng)扇控制器和電流平衡電路。通過(guò)ucd7230同步降壓驅(qū)動(dòng)器建立與功率級(jí)的連接。驅(qū)動(dòng)器除4a輸出驅(qū)動(dòng)能力外，還集成有電流限制、短路電流保護(hù)和欠壓鎖定保護(hù)。ucd7230也具有一個(gè)3.3v、10ma線性

智能化數(shù)字電源系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
5)便于構(gòu)成分布式數(shù)字電源系統(tǒng)。1.2 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(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)的需求，在21世紀(jì)初國(guó)際上開(kāi)始研制數(shù)字電源系統(tǒng)。2005年3月，美國(guó)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，不僅能顯著提高電源系統(tǒng)的性能，還可大幅度延長(zhǎng)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)能以極具競(jìng)爭(zhēng)力的低成本，實(shí)現(xiàn)高性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)靈活性。該解決方案包括以下3類(lèi)芯片： 1)ucd7k系列數(shù)字電源驅(qū)動(dòng)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(hào)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(xiāo)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(jì)算機(jī)服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)及不間斷電源(ups)等。 2 數(shù)字電源系統(tǒng)的基本構(gòu)成2.l 數(shù)字電源驅(qū)動(dòng)器 ucd7100／7201均屬于數(shù)字控制電源驅(qū)動(dòng)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

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開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的最新進(jìn)展

PoL變換器的數(shù)字控制

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