中心議題：

• 數字控製電源性能提高的設計方案

解決方案：

• 增加智能保護功能以增強電源的可靠性

• 在電流限製引腳施加所需的閾值電壓

在電源係統中，MOSFET驅動器一般僅用於將PWM控製IC的輸出信號轉換為高速的大電流信號

，以便以最快的速度打開和關閉MOSFET。由於驅動器IC與MOSFET的位置相鄰，所以就需要增加智能保護功能以增強電源的可靠性。

UCD9110或UCD9501等新上市的數字電源控製器需要具備新型的智能型集成MOSFET驅動器的支持。電源設計人員仍然對數字電源控製技術心存疑慮。他們經常將PC的(de)藍(lan)屏(ping)現(xian)象(xiang)歸(gui)咎(jiu)於(yu)軟(ruan)件(jian)衝(chong)突(tu)。當(dang)然(ran)，這(zhe)種(zhong)爭(zheng)議(yi)會(hui)阻(zu)礙(ai)數(shu)字(zi)控(kong)製(zhi)電(dian)源(yuan)以(yi)及(ji)查(zha)找(zhao)控(kong)製(zhi)器(qi)故(gu)障(zhang)期(qi)間(jian)功(gong)率(lv)級(ji)保(bao)護(hu)策(ce)略(lve)的(de)推(tui)廣(guang)。這(zhe)推(tui)動(dong)了(le)不(bu)依(yi)賴(lai)數(shu)字(zi)電(dian)源(yuan)控(kong)製(zhi)器(qi)信(xin)號(hao)的(de)具(ju)備(bei)功(gong)率(lv)級(ji)內(nei)部(bu)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng)的(de)MOSFET驅動器的發展。

圖1是數字控製電源的典型實施方案。圖中左側數字電源控製器通常的工作電壓為3.3V。由於控製器設計中采用了數字低電壓處理方法
，出於對穩定性及噪聲的考慮
，不能直接使用該數字控製器驅動MOSFET。控製器與功率級之間的接口由MOSFET驅動器提供。通常由MOSFET驅動器接收PWM或數字控製器的輸出信號，然後將其轉換為適於高效開、關MOSFET的高電流信號。如果控製器信號受到幹擾或出錯，則普通MOSFET驅動器將無法提供任何保護功能。TI推出的UCD7K係列MOSFET驅動器將能夠保護功率級免受因幹擾驅動信號而導致的重大故障。MOSFET驅動器內置的超高速電流感應比較器提供了功率級保護。圖2為相關結構圖。

集成的超快速電流限製功能

UCD7K MOSFET驅動器接收到來自數字控製器的邏輯電平輸入信號
，然後將其轉換為±4A的高電流MOSFET柵zha極ji驅qu動dong信xin號hao
，並bing連lian接jie至zhi功gong率lv級ji。該gai驅qu動dong器qi提ti供gong了le具ju有you可ke編bian程cheng閾yu值zhi及ji數shu字zi輸shu出chu電dian流liu限xian製zhi標biao記ji的de周zhou期qi性xing電dian流liu限xian製zhi功gong能neng
，主zhu機ji控kong製zhi器qi通tong過guo監jian測ce電dian流liu標biao記ji
，可ke以yi選xuan擇ze合he適shi的de算suan法fa並bing得de出chu所suo需xu的de限xian流liu配pei置zhi參can數shu(Profile)。當出現數字係統不能及時針對故障做出響應的情況時(極少發生)
，該項快速(25ns)周期性電流限製保護功能就會關閉功率級。本地過電流保護功能的主要優點是，當數字控製器中的軟件代碼損壞或終止運行時，UCD7K器件能夠對功率級提供保護。如果控製器PWM輸出保持高電流，本地電流檢測電路將在出現過電流情況時關閉驅動器輸出。係統很可能進入重試模式，因為大多數DSP及微控製器均配備有板上看門狗
、掉電複位等監控外設
，可以在運行不正常時重新啟動器件。但是這些外設的反應速度通常較慢，無法保護功率級不受損壞。UCD7K的電流限製比較器為功率級提供了所需的快速保護功能。
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通過在電流限製(ILIM)引腳施加所需的閾值電壓，可在0.25V至1.0V的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)隨(sui)意(yi)設(she)置(zhi)電(dian)流(liu)限(xian)製(zhi)閾(yu)值(zhi)。可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)電(dian)阻(zu)分(fen)壓(ya)器(qi)或(huo)者(zhe)數(shu)字(zi)控(kong)製(zhi)器(qi)加(jia)數(shu)模(mo)轉(zhuan)換(huan)器(qi)來(lai)施(shi)加(jia)該(gai)電(dian)壓(ya)。在(zai)任(ren)何(he)情(qing)況(kuang)下(xia)，最(zui)大(da)閾(yu)值(zhi)電(dian)壓(ya)已(yi)在(zai)內(nei)部(bu)限(xian)定(ding)為(wei)1.0V，而外部電壓設定超過1.0V時無效
，這就為D/A轉換器損壞時提供了另一種保護功能。

TrueDrive輸出架構

對於快速開關速度，UCD7K驅動器的輸出使用TrueDrive輸出架構，在開關交換的“米勒”平坦區期間，該架構向MOSFET的柵極輸入±4A的額定電流。TrueDrive包含由雙極性管和MOSFET管並聯組成的上拉/下拉電路。

高電壓啟動JFET+精確參考

部件號第二位數字等於或大於5(如UCD7500
、UCD7601)的UCD7K係列器件內置有一個110V啟動JFET
，可與48V通信總線電壓直接相連而無需外部電阻。JFET在啟動期間提供電流，當偏置繞組連接到VDD引腳得到足夠的工作電流時JFET將禁用。

UCD7K係列器件中還包含精度為1%、電壓為3.3V
、電流為10mA的線性穩壓器
，該穩壓器在作為參考電壓的同時又為數字控製器供電。