数字电源UCD92xx反馈环路调试指南

摘要

基于UCD92xx的非隔离数字电源系统由控制芯片和功率级芯片构成。功率级芯片由Mosfet驱动和功率Mosfet组成，包括独立的Mosfet驱动（如UCD7232），或者集成Mosfet的功率级芯片（如UCD7242和UCD74120等）。通过与UCD92xx配套使用的在线工具FusionDigitalPowerDesigner可以在线调节反馈环路，提高环路调节的效率。本文在一款基于UCD9224和UCD74120的数字电源板上演示如何在线调节环路。

1、引言

设计一款基于UCD92xx的非隔离数字电源，需要首先选择合适的控制芯片和功率级芯片。当功率级芯片选用UCD74120时，因其内部集成了驱动器和BUCK上下管，外围只需增加电感和输出电容即可。然后可以使用在线软件工具对整个电源系统进行配置和调节。

1.1数字电源控制器UCD92xx

UCD92xx是内部集成ARM7核的非隔离数字电源控制器，可以灵活的配置为多路或多相模式，以UCD9224为例，可以配置其为双路输出或单路四相并联输出等。图1是UCD9224的内部框图，关键模块包括：

●FusionPowerPeripheral：包含输出电压误差的采集，环路补偿及DPWM的输出等；

●ADC采样模块：包含10个ADC接口，用来对外部信息（如温度，电流）和内部信息（温度）进行采集；

●AnalogComparators模块：包含三个模拟比较器，用来完成对过流等故障的快速保护；

●ARM-7模块：包含ARM-7核，Flash和晶振等；

●PMBUS模块：通讯接口，用来与上位机进行通信；

●其它：包括SRE控制等模块，用来控制BUCK运行于同步整流还是非同步整流模式；

图1：UCD9224内部框图图2：UCD74120内部框图

1.2功率级芯片UCD74120

UCD74120是一款集成了驱动器和BUCK上下管的功率级芯片，最大输出电流为25A，内部框图如图2。该芯片同时具有电流检测及上报（给UCD92xx）功能，过流保护（输出电流的过流保护和BUCK上管过流保护），欠压保护，过温保护及故障上报功能（通过FLT管脚）等。

1.3在线调试软件FusionDigitalPowerDesigner

TI提供与UCD92xx配套的在线工具集：FusionDigitalPowerDesigner，包括offline模式和online模式。Offline模式用来离线配置，而online模式可以在线对UCD92xx配置和监控。本文涉及的在线环路调节是使用online模式软件。图3，4，5，6显示的即为该软件工具的四个主要功能模块。

●配置：如图3，实现对输出电压幅值及过压点/欠压点，上电/下电斜率，输出过流点等的配置；

●设计：如图4，由客户选定主要功率器件及外围元件参数，再由FusionDigitalPowerDesigner实现对数字电源环路的配置及模拟仿真；

●监控：如图5，在线对输出电流/电压，输入电压等的实时监控；

●状态：如图6，记录数字电源的各种故障，如过压，过流，欠压等，便于故障定位。

图3：在线工具的配置界面图4：在线工具的设计界面

图5：在线工具的监控界面图6：在线工具的状态界面