智能化越高的系統(tǒng)，越需要進(jìn)行全數(shù)字的控制，如服務(wù)器及通信系統(tǒng)等，包括對(duì)電源的要求越來越智能化，而數(shù)字電源則可以滿足這些系統(tǒng)對(duì)電源智能化的要求。數(shù)字電源的概念提出已有若干年的時(shí)間，經(jīng)過多年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)在向全數(shù)字的電源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。

數(shù)字電源目前面臨著兩大挑戰(zhàn)，一是希望通過數(shù)字電源控制器得到最大的靈活性，用軟件去完成各種功能，實(shí)現(xiàn)最大的可編程性。二是現(xiàn)在的開關(guān)電源，尤其是隔離開關(guān)電源，內(nèi)部的信號(hào)變化迅速，控制器本身需要適應(yīng)各種各樣高速的信號(hào)，而軟件的可編程性和高速信號(hào)的檢測(cè)和處理是一對(duì)矛盾。TI最近推出的UCD3138隔離電源數(shù)字控制器通過架構(gòu)上的優(yōu)化解決了這一矛盾。UCD3138架構(gòu)針對(duì)隔離電源的需求對(duì)產(chǎn)品架構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，將環(huán)路控制/輕負(fù)載管理部分與監(jiān)控以及通信部分分離，架構(gòu)上方是針對(duì)環(huán)路控制的可配置狀態(tài)機(jī)，并提供可編程的GUI配置支持，架構(gòu)下方是針對(duì)監(jiān)控與系統(tǒng)管理的32位微控制器ARM7，可在降低成本與功耗的同時(shí)簡(jiǎn)化開發(fā)。

開關(guān)電源的設(shè)計(jì)工程師往往對(duì)開關(guān)電源模擬部分有深刻的認(rèn)識(shí)，但是他們并不是軟件專家。而TI提供的GUI圖形用戶界面可讓用戶很方便地對(duì)器件進(jìn)行編程。此外，TI還開發(fā)了全面的客戶評(píng)估板，針對(duì)具體的應(yīng)用環(huán)境而開發(fā)，用戶可根據(jù)這個(gè)設(shè)計(jì)，快速將器件導(dǎo)入到新的設(shè)計(jì)當(dāng)中。

TI是開關(guān)電源領(lǐng)域的一站式服務(wù)商。參考設(shè)計(jì)里不僅包括了UCD3138數(shù)字控制器，也包括偏置電源、數(shù)字隔離器以及MOS管和MOS管驅(qū)動(dòng)器。在推出UCD3138數(shù)字控制器的同時(shí)，TI還推出了幾款新的MOSFET驅(qū)動(dòng)器，以配合數(shù)字控制器。

UCC27210 與 UCC27211 是業(yè)界首批 120 V 啟動(dòng)高低側(cè)雙通道輸出 MOSFET 驅(qū)動(dòng)器，可在解決驅(qū)動(dòng)器輸入 -10 V 直流電 (VDC) 抗擾度問題的同時(shí)，提供高達(dá) 4 A 的輸出電流。這兩款驅(qū)動(dòng)器提供 18 納秒 (ns) 傳播延遲，支持多種高頻率半橋及全橋電源拓?fù)洹Ｉ鲜鼍C合特性可為具有 100 V 浪涌需求的電信、服務(wù)器以及工業(yè)電源設(shè)計(jì)提高效率，增強(qiáng)可靠性。

UCC27524是面向二次側(cè)同步整流器 MOSFET 及 IGBT 電源開關(guān)的快速的 5 A 雙通道低側(cè)驅(qū)動(dòng)器，提供低脈沖失真與高效性，并支持 12 ns 傳播延遲， 6 ns 上升時(shí)間與 1 ns 輸出延遲匹配。該驅(qū)動(dòng)器支持 4.5 V 至 18 V 寬泛工作電壓，可高度靈活地結(jié)合兩組輸出驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)等高達(dá) 10 A 的應(yīng)用。

氮化鎵（GaN）工藝MOSFET是以前的金屬氧化物半導(dǎo)體MOSFET的補(bǔ)充。GaN技術(shù)就是能夠用非常小的門級(jí)充電，實(shí)現(xiàn)高速切換。與常見的MOS管最大的區(qū)別是它的開關(guān)速度很快，而損耗更小。GaN提供高速開關(guān)的同時(shí)帶來了應(yīng)用上的挑戰(zhàn)，它對(duì)門級(jí)的驅(qū)動(dòng)要求很嚴(yán)，必須要有特殊的驅(qū)動(dòng)器配合才能發(fā)揮出作用。TI的LM5113、LM5114和UCC27511這幾個(gè)驅(qū)動(dòng)器可以和GaN MOSFET配合。另外，UDC3138系列產(chǎn)品本身可以在開關(guān)速度很快的情況下控制整個(gè)系統(tǒng)，但如果驅(qū)動(dòng)器跟不上控制器的速度，控制器本身帶來的好處體現(xiàn)不到功率級(jí)，因此，針對(duì)1M或1M以上開關(guān)頻率的高速應(yīng)用，GaN或和GaN配合的驅(qū)動(dòng)器能夠完美地配合UCD3138發(fā)揮出系統(tǒng)最好的功能。

圖1 UCD3138架構(gòu)

圖2 UCC27511應(yīng)用電路