接纳MOSFET驱动器增添数字电源节制器机能靠得住性-KIA MOS管

电源体系中，MOSFET驱动器通俗仅用于将PWM节制IC的输出旌旗灯号转换为高速的大电流旌旗灯号，以便以最快的速率翻开和封闭MOSFET。由于驱动器IC与MOSFET的地位相邻，以是就须要增添智能掩护功效以加强电源的靠得住性。

UCD9110或UCD9501等新上市的数字电源节制器须要具备新型的智能型集成MOSFET驱动器的撑持。电源设想职员依然对数字电源节制手艺心存疑虑。他们常常将PC的蓝屏景象归罪于软件抵触。

固然，这类争议会障碍数字节制电源和查找节制器毛病时代功率级掩护战略的推行。这鞭策了不依靠数字电源节制器旌旗灯号的具备功率级外部掩护功效的MOSFET驱动器的成长。

图1：数字电源的典范实行计划。

图1是数字节制电源的典范实行计划。图中左边数字电源节制器凡是的任务电压为3.3V。

由于节制器设想中接纳了数字低电压处置体例，出于对不变性及噪声的斟酌，不能间接利用该数字节制器驱动MOSFET。节制器与功率级之间的接口由MOSFET驱动器供给。

凡是由MOSFET驱动器领受PWM或数字节制器的输出旌旗灯号，而后将其转换为适于高效开、关MOSFET的高电流旌旗灯号。若是节制器旌旗灯号遭到搅扰或犯错，则通俗MOSFET驱动器将没法供给任何掩护功效。

TI推出的UCD7K系列MOSFET驱动器将可以或许或许或许掩护功率级免受因搅扰驱动旌旗灯号而致使的严重毛病。MOSFET驱动器内置的超高速电流感到比拟器供给了功率级掩护。

图2为相干布局图。

图2：UCD7500 MOSFET驱动器布局图。

集成的超疾速电流限定功效

UCD7K MOSFET驱动器领遭到来自数字节制器的逻辑电平输出旌旗灯号，而后将其转换为±4A的高电流MOSFET栅极驱动旌旗灯号，并毗连至功率级。

该驱动器供给了具备可编程阈值及数字输出电流限定标记的周期性电流限定功效，主机节制器经由过程监测电流标记，可以或许或许挑选适合的算法并得出所需的限流设置装备摆设参数（Profile）。

当呈现数字体系不能实时针对毛病做出呼应的环境时（少少产生），该项疾速（25ns）周期性电流限定掩护功效就会封闭功率级。本地过电流掩护功效的首要长处是，当数字节制器中的软件代码破坏或停止运转时，UCD7K器件可以或许或许或许对功率级供给掩护。

若是节制器PWM输出坚持高电流，本地电流检测电路将在呈现过电流环境时封闭驱动器输出。体系很可以或许进入重试形式，由于大大都DSP及微节制器均装备有板上看门狗、掉电复位等监控外设，可以或许或许在运转不一般时从头启动器件。可是这些外设的反映速率凡是较慢，没法掩护功率级不受破坏。UCD7K的电流限定比拟器为功率级供给了所需的疾速掩护功效。

经由过程在电流限定（ILIM）引脚施加所需的阈值电压，可在0.25V至1.0V的规模内随便设置电流限定阈值。可以或许或许利用电阻分压器或数字节制器加数模转换器来施加该电压。在任何环境下，最大阈值电压已在外部限定为1.0V，而外部电压设定跨越1.0V时有效，这就为D/A转换器破坏时供给了另外一种掩护功效。

TrueDrive输出架构

对疾速开关速率，UCD7K驱动器的输出利用TrueDrive输出架构，在开关互换的“米勒”平展区时代，该架构向MOSFET的栅极输出±4A的额外电流。TrueDrive包罗由双极性管和MOSFET管并联构成的上拉/下拉电路。

高电压启动JFET+切确参考

部件号第二位数字即是或大于5（如UCD7500、UCD7601）的UCD7K系列器件内置有一个110V启动JFET，可与48V通讯总线电压间接相连而无需外部电阻。JFET在启动时代供给电流，当偏置绕组毗连到VDD引脚获得充足的任务电流时JFET将禁用。

UCD7K系列器件中还包罗精度为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节制器供电。

数字电源利用

图3中UCD7500驱动器将左边的数字节制器与右边的功率级相连。UCD7500的引脚1间接与通讯输出电压总线相连，外部JFET在启动时代供给电流。微节制器由MOSFET驱动器的3.3V电压稳压器供电。启动时代CLF标记位坚持高电平，直到UCD7500的外部及外部电源电压进入任务规模。

此时，CLF标记位将变为低电平，UCD7500起头处置输出驱动旌旗灯号。启动时代，微处置器监测CFL标记位，当CLF标记位变为低电平后，微处置器向MOSFET驱动器发送功率脉冲。MOSFET驱动器从引脚3领遭到输出脉冲。

同时从微节制器的引脚6领遭到限流设置。与引脚8相连的电流感到电阻监督经由过程功率级的电流。一旦经由过程电流感到电阻的电流跨越ILIM上的限流设置，MOSFET驱动器会当即封闭MOSFET栅极驱动，并向微节制器发送电流限定标记。当微节制器向UCD7500发送新的栅极驱动脉冲时，电流限定标记断根。

该手艺使微节制器可以或许或许或许决议若何应答电流限定事务，比方在必然时候外向负载供给更多电流（马达驱动的启动时代）。微节制器会进步电流限定阈值，也有可以或许管帐算电流限定标记脉冲的个数，容忍必然数目的电流限定事务，直到收回关机号令。

图3：UCD7500 MOSFET驱动器在数字节制电源中的典范利用。

摹拟电源利用

图4中UCD7600 MOSFET驱动器与内置了PWM节制器的UCC28221相连。UCD7600供给两个自力的MOSFET驱动器，各自具有自力的电流限定比拟器及电流限定标记。

在图4的利用中，两个比拟器的定值限流阈值由施加了3.3V外部电压的电阻分压器供给。这些阈值用作打嗝（Hiccup）形式的二级电流感到限定。

图4：智能MOSFET驱动器为摹拟PWM节制器增添了二级电流限定。

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