数字电源控制器与芯片应用研究

据此对电源供电定序器芯片作分析

以UCD9080为例，单个UCD9080电源供电定序器控可控制多达8组电压轨(见图所示的Rail0-7)及3个独立数字I／O口的电源次序。该器件无需外置存储器，采用单个3.3V电源支持运作。UCD9080采用20kHz的采样率及3.5mV分辨率对所有的电压轨进行监控，拥有强大的可配置能力，可实现对电源轨通电(powerup)及断电(powerdown)的定序。UCD9080还包括了其他选项，例如错误状态下(如电源轨失效)的再定序(resequeRce)。电源轨再定序可基于定时事件(timedevent)或基于与定时事件相关联的其他电源轨，以实现调节。并且，每条电源轨都可实现对毛刺脉冲(gtitch)、低压及过压限侵害的监测。所监测的每条电源轨还可通过配置窗口设定以实现对其他电源轨的关断。图3为电源供电定序器UCD9080功能引脚示意图．

其主要特点．

单片设计，3.3V供电运行；额外的GPIOs，带有设备复位控制、发光二极管控制等；有低压及超压监控；可通过运用Interdependency，实现快速灵活的关闭功能；通过接口提供错误记录和状态监控；有闪存中的非挥发性错误记录存储功能，可以用于关键供电失败时的现场调试；可以配置的排序功能，过压／低心压阈值、关闭回应；操作简单的Windows操作系统图形用户界面。

而UCD9080定序配置，应有以下内容。灵活的定序选项包括，基于时间和其它电源轨实现稳压后定序(附加时间)及其它电源轨达到确定电压值后定序；通电及断电定序；可配置电压轨从属性(dependency)。

3、分析数字电源控制的实现技术

了解模拟控制回路。图4(a)为脉宽调制芯片提供了典型的原边模拟控制回路示意图。

电源的输出电压由一个阻性分压器件采样后送入误差放大器与直流标准电压进行比较。误差放大器的输出是一个模拟信号，其幅度与电源输出电压所需要的校正大小成正比。这个信号反馈到脉宽调制芯片，产生一个相应脉宽的脉冲信号，用以控制功率半导体器件(一般为MOS管)的"导通时间"。因为MOS管的输入门电容较大，驱动电路便能有效地开关它们。一般使用一个固定的阻容网络来补偿控制回路，以确保电源动态响应和稳定度之间的合理平衡。

电源的另外两个主要部分就是输入输出的滤波网络。它们通常由电感、电容和电阻组成并提供多种功能。输入滤波部分保护电源不受输入电压跳变的影响，在负载跳变时提供储能，同时和外部滤波电路一起使电源满足输入传导电磁兼容的要求。输出滤波部分使输出电压更平滑以满足纹波噪声的指标，同时也帮助电源储能以满足负载的动态电流要求。重要的是，无论是模拟或数字控制架构，输入和输出滤波电路以及功率器件在本质上会保留一致。

数字电源控制系统的实现。图4(b)为数字电源控制系统的结构示意图。

输出电压的遥测与模拟系统相似。但是数字控制系统中使用模数转换器替代了模拟控制系统中的误差放大器，将采样得到的电压信号转换为一个二进制数。除了输出电压，知道其它模拟参数也很重要，例如输出电流和电源的温度。当然使用多个分开的模数转换器能够测量各个参数，但是一般使用一个前置多路复用器的模数转换器将会更经济。复用器会在各个测得的模拟参数之间切换并将其按序(并-串)输入模数转换器。

由于多路复用器和模数转换器的采样速率是固定的，模数转换器为每一个参数输出一系列数字，每一系列数字是由一个已知的周期分开。这些数值提供给一个微处理器，为系统提供了工作流程。板子上的程序存储器存储了微处理器的控制运算法，用于执行一系列基于模数转换器输出值的计算。这些计算的结果是一些参数，例如误差信号，驱动极所需的脉宽，针对各种驱动输出优化的延迟值，以及环路补偿参数。模拟系统中外部环路补偿元件就不再需要了。生产过程中，参数的比较参考值，例如输出电压、输出电流、温度限定值存储在非易失性存储器里，或者在系统启动时可以下载到数据存储器中。 *模拟控制和数字控制的比较．