Ominaisuudet
Suunniteltu viestintäalan vaatimuksiin
Kansainvälisen edistyneen korkeataajuisen vaihesiirtotekniikan, erittäin laajan kantaman sähköverkonAC-tulon,
Themoduleadoptspowerfactorcorrectiontechnology,whichisefficientandreliable.
Täysin automaattinen virranjakoN+1 redundantti modulaarinen suunnittelu
Themonitoringsystemrealizestherectifiermodule,feederinput,andbatteryintelligenceReal-timetubemonitoringsystemrealizesrectifiermodule,
syöttölaite,akun älykäs reaaliaikaputki
Withmulti-levellightningprotectionmeasures,thesystemhasstrongimpactresistanceandfastdynamicresponse
Completesystemscheme,whichcanbewidelyusedinvariouscommunicationequipmentsupporting
Teknologia
Optimizationdesignofintelligentdigitalpowersystem
Introducedthemaincharacteristicsanddevelopmentstatusofthedigitalpowersystem,brieflyanalyzedtheperformancecharacteristicsandworkingprinciplesofthevariouschipsthatmakeupthesystem,andfocusedonthecircuitdesignofthedigitalpowersystem.Itprovidesaspecificschemefortherealizationoftheoptimaldesignofthedigitalpowersystem.
Esittely
Switchingpowersuppliesaredevelopinginthedirectionofintelligenceanddigitization.Theintelligentdigitalpowersystemthathasjustcomeoutisattractingpeople'sattentionwithitsexcellentcharacteristicsandcompletemonitoringfunctions.Digitalpowersuppliesprovideintelligentadaptabilityandflexibility,withtheabilitytodirectlymonitor,processandadapttosystemconditions,andcanmeetanycomplexpowerrequirements.Inaddition,thedigitalpowersupplycanalsoensurethelong-termreliabilityofthesystemthroughremotediagnosis,includingfaultmanagement,over-currentprotection,andavoidanceofdowntime.
Ominaisuudet
Digitaalisen virtajärjestelmän pääominaisuudet
Digitaalisessa virtajärjestelmässä onseuraavat ominaisuudet.
1)Itisanintelligentswitchingpowersupplysystemcomposedofdigitalsignalprocessor(DSP)ormicrocontroller(MCU)asthecoreanddigitalpowerdriverandPWMcontrollerasthecontrolobject.Thetraditionalswitchingpowersupplycontrolledbyamicrocontroller(μPorμC)generallyonlycontrolsthestartupandshutdownofthepowersupply,andisnotatruedigitalpowersupply.
2)Adoptingthe"IntegratedDigitalPower"(FusionDigitalPower)technology,theoptimalcombinationofanaloganddigitalcomponentsintheswitchingpowersupplyisrealized.Forexample,theanalogcomponentusedinthepowerstage,theMOSFETdriver,canbeeasilyconnectedtothedigitalpowercontrollerandrealizevariousprotectionandbiaspowermanagement,andthePWMcontrollerisalsoanumericallycontrolledanalogchip.
3)Highintegration,whichrealizesthepowersystemonchipintegration(Powersystemonchip),integratingalargenumberofdiscretecomponentsintoachiporagroupofchips.
4)Itcangivefullplaytotheadvantagesofdigitalsignalprocessorsandmicrocontrollers,sothatthedesigneddigitalpowersupplycanreachhightechnicalindicators.Forexample,itspulsewidthmodulation(PWM)resolutioncanreach150ps(10-12s),whichisbeyondthereachoftraditionalswitchingpowersupplies.Thedigitalpowersupplycanalsorealizethefunctionsofmulti-phasecontrol,non-linearcontrol,loadcurrentsharingandfaultprediction,whichprovidesconvenientconditionsforthedevelopmentofgreenenergy-savingswitchingpowersupplies.
5)On kätevä muodostaa hajautettu digitaalinen virtajärjestelmä.
Kehitystila
Digitaalisen sähköjärjestelmän kehitystila
Withthedevelopmentofmodernscienceandtechnologyandthedemandofswitchingpowersupplymarket,Atthebeginningofthe21stcentury,thedevelopmentofdigitalpowersystemsbeganinternationally.InMarch2005,TexasInstruments(TI)announcedthelaunchofinnovativedigitalpowerproducts,whichcannotonlysignificantlyimprovetheperformanceofthepowersystem,butalsogreatlyextenditsservicelife.ThecompanyalsodemonstratedtheFusjonDigitalPowesolutiontoprovethatthedigitalpowersystemcanachievehighperformanceindicatorsanddesignflexibilityataverycompetitivelowcost.
Ratkaisu sisältää seuraavat3 sirutyyppiä:
1)UCD7K-sarjan digitaalinen virtaohjain (mukaan lukienUCD7100 jaUCD7201);
2)UCD8KseriesPWMcontrol (mukaan lukienUCD8620jaUCD8220);
3)UCD9K-sarjan digitaalinen signaaliprosessori (UCD9110/9501).
Theabove-mentionedchipshaveformedaseriesofproductsandwillbeofficiallysoldinthefallof2005.ThisproductsupportspowersystemsfromAClinestoloads,andcanbewidelyusedintelecommunicationsfacilities,computerservers,datacenterpowersystems,anduninterruptiblepowersupplies(UPS).
Perusrakenne
2.lDigitaalinen virtaohjain
UCD7100/7201arealldigitalcontrolpowerdriverchips.ThedifferenceisthatUCD7100isasingle-endedoutput,UCD7201isadouble-endedoutput,theratedoutputcurrentis±4A,candriveMosFETswitchpowertube,canbeadaptedtoUCD9110/9501digitalcontroller.Themaincontrollercanmonitoritsoutputcurrent,quicklydetectover-currentfaultsandquicklyturnoffthepowersupply,withadetectioncycleofonly25ns.
Kuvassa 1 näkyy esimerkkinä UCD7100.
Mainlyincludes3.3Vvoltageregulatorandreferencevoltagesource,trigger,Schmittcomparator,undervoltageshutdowncircuit,controlgate,TrueDrivedriver."TrueDrive"isaproprietarytechnologyofTI.Itisahybridoutputstagecomposedofapull-up/pull-downcircuitcomposedofbipolartransistorsandMOSFETsinparallel.Itsadvantageisstrongdrivingability,normaloutputevenatlowvoltage,andcancontroltheovervoltageandundervoltageprotectionofexternalpowerMOSFETunderextremelylowoutputimpedance.ThepowerMOSFETdoesnotneedtobeconnectedtoaprotectiveSchottkyclampdiode.UCD7100canprovideahighpeakcurrenttothegateoftheMOSTFETwithinafewhundrednstoquicklyturnonthedriver.TheUCD7100'shigh-impedancedigitalinput(IN)canreceivesignalswitha3.3vlogiclevelandamaximumswitchingfrequencyof2MHz.TheSchmidtcomparatorcanisolatetheinternalcircuitfromexternalnoise.IfthePWMoutputofthecontrollerstopsatahighlevelandanover-currentfaultoccurs,thecurrentdetectioncircuitturnsofftheoutputofthedriver,andthesystemcanentertheretrymode.ThroughthewatchdogcircuitinsideDSPorMCU,thechipcanberestarted.The3.3v/lOmAvoltageregulatorinsideUCD7100canbeusedasthepowersupplyofthedigitalcontroller.
2.2PWM-ohjain
UCD8220/8620isadouble-endedpush-pullPWMcontrollercontrolledbyDSPorMCU.ThedifferencebetweenthetwoisthatUCD8220canbestartedwithalowvoltageof48V,anda110VhighvoltagestartcircuitisaddedinsideUCD8620.TheinternalblockdiagramofUCD8220isshownasinFig.2.
Mainlyincludes3.3vvoltageregulatorandreferencevoltagesource,pulsewidthmodulator(PWM),drivelogic,push-pulldriver,undervoltageshutdowncircuit,currentlimitingcircuit,currentdetectioncircuit.UCD8220/8620canruninpeakcurrentmodeorvoltagemode,notonlycanprogramthelimitcurrent,butalsooutputalimitcurrentdigitalsignthatcanbemonitoredbythemaincontroller.ThetimingoperatingwaveformofUCD8220/8620isshownasinFig.3.
2.3Digital SignalProcessor (DSP)
UCD9501on digitaalinen signaaliprosessori, joka on erityisesti suunniteltu digitaalisille virtajärjestelmille. Sen samankaltaisia tuotteita ovat mm. TMS320F2808 ja TMS320F2806. Ne sisältävät vain 100 MHz:n 32-bittisen suorittimen, kellokiillottimen, kellokiillottimen, 332-bittisen väylän, väliaikataulun, CICUIT-kellon väylä ja IC-väyläliitäntä ja 12 PWM-signaalia. Lähtö, järjestelmäohjain, 16 kanavaa ja 12 bittiä. ADC, 16 K × 16 Flash, 6 K × 16 SARAM, 1 K × 16 ROM .Käyttää standardinmukaista 3,3 vinput/output -liitäntää, joka on täysin yhteensopiva UCD8K-sarjan kanssa. Käytä PowerPADTMHTSSOP- jaQFN-ohjelmistopakettia.
Piirisuunnittelu
Älykäs digitaalinen virtajärjestelmä voi koostua 6 osasta: PWM, virtaohjain, DSP, käyttöliittymäpiiri, näyttö ja näppäimistö. Järjestelmän lohkokaavio on esitetty kuvassa 4.
ThedigitalsignalprocessorUCD9501inthefigureisconnectedtothekeyboardandthedisplaythroughtheinterfacechip.Theusercannotonlyobservethecurrentpowerparametersfromthedisplay,butalsomodifythepowerparametersatanytimethroughthekeyboard.
Inordertosimplifytheconfiguration,adigitalsignalprocessor(UCD9501)andadigitalcontrolpowerdriver(UCD7100)canalsoformanintelligentdigitalpowersystem.ThecircuitisshowninFigure5.
The+36～72VDCinputvoltageU1obtainedbyACvoltageafterrectificationandfilteringisconnectedtotheprimarywindingofthehigh-frequencytransformer;afterR1andR2aredivided,theyarerespectivelyconnectedtotheanaloginputterminalAN1ofUCD9501AndAN2.TheotherendoftheprimarywindingisconnectedtoapowerMOSFET.R3isthecurrentlimitingresistor.R4isthecurrentsenseresistor.TheoutputvoltageofthebiaswindingisrectifiedandfilteredthroughVD1andC1toobtaina+12vDCbiasvoltage,whichisconnectedtothepowersupplyterminal(UDD)ofUCD7100.The3.3vvoltageoutputbyUCD7100providespowerforUCD9501.ThesecondaryrectifierfiltercircuitiscomposedofVD2,LandC2.VD3isafreewheelingdiode,andUDistheDCoutputvoltage.Thepulsewidthmodulationsignal(PWMA)outputfromUCD9501issenttotheINterminalofUCD7100.Thelimitcurrentflagterminal(CLF)ofUCD7100isconnectedtotheinterruptterminal(INT)ofUCD9501,andthelimitcurrentsettingterminal(ILIM)isconnectedtotheGMTRterminalofUCD9501.Theoutputstagecanbeisolatedfromtheinputstagebyusinganoptocouplerisolationamplifier.
Kun UDD=12V,UCD7100loadcapacitanceCLOAD=10nF,kytkentätaajuusf=300kHz,biastehonkulutus onP=CLOADUDD2=10nF*(12v)2*300kHz=0.432W.Bias.3=0.432W.Bias.0. .
IfUCD7201isused,twoexternalpowerMOSFETscanbedriven.Inaddition,UCD9501andUCD8620canbeusedtoformadigitalpowersystem.
Johtopäätös
Digitalpowersystemhassignificantadvantagessuchashighintegration,highcostperformance,completepowermanagementfunctions,simpleperipheralcircuits,anduser-orienteddesign.Itcreatesfavorableconditionsforrealizingtheoptimaldesignofintelligentpowersystem.