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数字电源UCD92xx 输出电压波形的优化

资料介绍
基于UCD92xx 与UCD7xxx 的非隔离数字电源,其输出电压在软启动阶段经常出现“台阶”现象,波形不平滑,尤其是输出电压设定为较低值时,如1.0V。这种“台阶”现象与UCD92xx 软启动的设计原理有关,但完全可以通过一定的措施来优化并最终解决。本文从UCD92xx 的环路和最小占空比宽度两个方向进行优化与分析,最终取得了理想的效果。
Texas Instruments




数字电源UCD92xx 输出电压波形的优化

Neil Li, Sundy Xu China Telecom Application Team

摘要
基于UCD92xx 与UCD7xxx 的非隔离数字电源,其输出电压在软启动阶段经常
出现“台阶”现象,波形不平滑,尤其是输出电压设定为较低值时,如1.0V。这种
“台阶”现象与UCD92xx 软启动的设计原理有关,但完全可以通过一定的措施来优
化并最终解决。本文从UCD92xx 的环路和最小占空比宽度两个方向进行优化与分
析,最终取得了理想的效果。

1、软启动原理及待优化输出电压波形

数字电源UCD92xx 的软启动是通过对参考电压以步进方式增加来实现的,整
个过程是由芯片内部的软件自动完成的。在一款基于UCD9224 和UCD74120 的单
板上测试时发现,其输出电压波形在软启动阶段有明显的“台阶”现象,波形不平滑。


1.1 数字电源软启动原理介绍
图1 所示的是数字电源UCD92xx 的功率支路和控制支路。控制支路主要集成在
UCD92xx 芯片内部,包含误差生成及模数转换,环路补偿,PWM计算及产生等。
其中,参考电压(VREF)电压的设置亦包含在控制支路。

依据软件算法,在软启动阶段,VREF 每100us 增加一次,直至软启动完成,
即输出电压达到最终的设定值。例如,输出电压设定为1.0V,软启动的时间设置为
4ms,则在软启动阶段输出电压每一次增加25mv,直至达到1.0V。
图 1:数字电源功率级和控制级框图

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