TI推动数字电源创新

智能化越高的系统，越需要进行全数字的控制，如服务器及通信系统等，包括对电源的要求越来越智能化，而数字电源则可以满足这些系统对电源智能化的要求。数字电源的概念提出已有若干年的时间，经过多年的发展，现在已经在向全数字的电源系统转变。

数字电源目前面临着两大挑战，一是希望通过数字电源控制器得到最大的灵活性，用软件去完成各种功能，实现最大的可编程性。二是现在的开关电源，尤其是隔离开关电源，内部的信号变化迅速，控制器本身需要适应各种各样高速的信号，而软件的可编程性和高速信号的检测和处理是一对矛盾。TI最近推出的UCD3138隔离电源数字控制器通过架构上的优化解决了这一矛盾。UCD3138架构针对隔离电源的需求对产品架构进行了优化，将环路控制/轻负载管理部分与监控以及通信部分分离，架构上方是针对环路控制的可配置状态机，并提供可编程的GUI配置支持，架构下方是针对监控与系统管理的32位微控制器ARM7，可在降低成本与功耗的同时简化开发。

开关电源的设计工程师往往对开关电源模拟部分有深刻的认识，但是他们并不是软件专家。而TI提供的GUI图形用户界面可让用户很方便地对器件进行编程。此外，TI还开发了全面的客户评估板，针对具体的应用环境而开发，用户可根据这个设计，快速将器件导入到新的设计当中。

TI是开关电源领域的一站式服务商。参考设计里不仅包括了UCD3138数字控制器，也包括偏置电源、数字隔离器以及MOS管和MOS管驱动器。在推出UCD3138数字控制器的同时，TI还推出了几款新的MOSFET驱动器，以配合数字控制器。

UCC27210 与 UCC27211 是业界首批 120 V 启动高低侧双通道输出 MOSFET 驱动器，可在解决驱动器输入 -10 V 直流电 (VDC) 抗扰度问题的同时，提供高达 4 A 的输出电流。这两款驱动器提供 18 纳秒 (ns) 传播延迟，支持多种高频率半桥及全桥电源拓扑。上述综合特性可为具有 100 V 浪涌需求的电信、服务器以及工业电源设计提高效率，增强可靠性。

UCC27524是面向二次侧同步整流器 MOSFET 及 IGBT 电源开关的快速的 5 A 双通道低侧驱动器，提供低脉冲失真与高效性，并支持 12 ns 传播延迟， 6 ns 上升时间与 1 ns 输出延迟匹配。该驱动器支持 4.5 V 至 18 V 宽泛工作电压，可高度灵活地结合两组输出驱动电机驱动器系统等高达 10 A 的应用。

氮化镓（GaN）工艺MOSFET是以前的金属氧化物半导体MOSFET的补充。GaN技术就是能够用非常小的门级充电，实现高速切换。与常见的MOS管最大的区别是它的开关速度很快，而损耗更小。GaN提供高速开关的同时带来了应用上的挑战，它对门级的驱动要求很严，必须要有特殊的驱动器配合才能发挥出作用。TI的LM5113、LM5114和UCC27511这几个驱动器可以和GaN MOSFET配合。另外，UDC3138系列产品本身可以在开关速度很快的情况下控制整个系统，但如果驱动器跟不上控制器的速度，控制器本身带来的好处体现不到功率级，因此，针对1M或1M以上开关频率的高速应用，GaN或和GaN配合的驱动器能够完美地配合UCD3138发挥出系统最好的功能。

图1 UCD3138架构

图2 UCC27511应用电路

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