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數(shù)字電源UCD92xx輸出電壓波形的優(yōu)化

作者: 時(shí)間:2013-07-18 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/258559.htm

摘要

基于與UCD7xxx的非隔離,其輸出電壓在軟啟動(dòng)階段經(jīng)常出現(xiàn)“臺(tái)階”現(xiàn)象,波形不平滑,尤其是輸出電壓設(shè)定為較低值時(shí),如1.0V。這種“臺(tái)階”現(xiàn)象與軟啟動(dòng)的設(shè)計(jì)原理有關(guān),但完全可以通過(guò)一定的措施來(lái)優(yōu)化并最終解決。本文從的環(huán)路和寬度兩個(gè)方向進(jìn)行優(yōu)化與分析,最終取得了理想的效果。


1、軟啟動(dòng)原理及待優(yōu)化


UCD92xx的軟啟動(dòng)是通過(guò)對(duì)參考電壓以步進(jìn)方式增加來(lái)實(shí)現(xiàn)的,整個(gè)過(guò)程是由芯片內(nèi)部的軟件自動(dòng)完成的。在一款基于UCD9224和UCD74120的單板上測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn),其在軟啟動(dòng)階段有明顯的“臺(tái)階”現(xiàn)象,波形不平滑。


1.1 軟啟動(dòng)原理介紹


圖1所示的是數(shù)字電源UCD92xx的功率支路和控制支路??刂浦分饕稍赨CD92xx芯片內(nèi)部,包含誤差生成及模數(shù)轉(zhuǎn)換,環(huán)路補(bǔ)償,PWM計(jì)算及產(chǎn)生等。其中,參考電壓(VREF)電壓的設(shè)置亦包含在控制支路。


依據(jù)軟件算法,在軟啟動(dòng)階段,VREF每100us增加一次,直至軟啟動(dòng)完成,即輸出電壓達(dá)到最終的設(shè)定值。例如,輸出電壓設(shè)定為1.0V,軟啟動(dòng)的時(shí)間設(shè)置為4ms,則在軟啟動(dòng)階段輸出電壓每一次增加25mv,直至達(dá)到1.0V。


1.2 待優(yōu)化的


圖2所示的是輸出電壓波形,可以觀察到在軟啟動(dòng)階段輸出電壓的波形不夠平滑,有明顯的“臺(tái)階”現(xiàn)象。該波形是在一款基于UCD9224和UCD74120的參考版上測(cè)得。主要測(cè)試條件為:測(cè)試環(huán)境常溫,輸入電壓為12V,輸出電壓為1.0V,輸出端帶載20A。另外,測(cè)試時(shí),數(shù)字環(huán)路的詳細(xì)配置見(jiàn)下文2.4節(jié)。


1.3 輸出電壓“臺(tái)階”現(xiàn)象的初步分析


圖3所示的是時(shí)間軸展開(kāi)后觀察到的輸出電壓波形。通過(guò)測(cè)量可知,每經(jīng)過(guò)100us輸出電壓增加一次,增加的幅度大約為23mV,與理論計(jì)算值25mV基本一致。


同時(shí)也可以觀察到,輸出電壓的每一次增加都是很快的完成,而不是緩慢增加。從功率級(jí)支路上分析,這是由于占空比快速增加造成。從控制級(jí)支路分析,則原因可以初步歸結(jié)為環(huán)路過(guò)快造成的。


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