UCD9K 非隔离型DC/DC数字电源解決方案- 德州仪器厂商_在线座谈

精彩问答

主题：UCD9K非隔离型DC/DC数字电源解決方案
在线问答：
[主持人：ChinaECNet]	各位听众（网友），上午好！欢迎参加中电网在线座谈。今天，我们有幸邀请到TI公司的专家就“UCD9K非隔离型DC/DC数字电源解決方案”举行在线座谈。在座谈中，您可就您关心的问题与TI公司的专家在线进行直接、实时的对话交流。中电网衷心希望通过大家的共同努力，不仅能够增进各位听众（网友）对“UCD9K非隔离型DC/DC数字电源解決方案”的了解和掌握，而且能够为大家事业的发展带来裨益。	[2008-12-11]
[问：TIANGIU]	UCD911x的PWM频率可达1M赫兹，那么芯片的工作频率是不是很高？
[答：TI专家]	这个部分我们可以看到，我们在 UCD911x 系列的部分，它的 PWM 的部分是经由我们上方闭环回路（就是我们提到的 fusion power peripheral 部分，这个部分是完全由硬件在做控制）连续控制。所以，它所有的 PWM 的条件产生跟回受全部由这个回路周边来控制。因此针对 EPU 部分工作的频率是完全没有影响的，所以你可以看到我们在图上有表示出来我们的操作频率是在 33 M，不是靠软件的方式作闭环回路，因此不需要提高内部核心工作频率就可以达到较高的达 1M 的工作频率。谢谢！	[2008-12-11]
[问：SUE550319]	什么是数字电源？DC/DC 负载点的隔离和非隔离解决方案的不同点是什么？集成电源管理器有哪些作用？可配置的解决方案又是什么呢？
[答：TI专家]	数字电源简单讲是用数字控制芯片如 DSP 或 MCU 控制开关管来实现功率的电源转换，模拟也可以做同样的东西，不过是用一般的模拟控制芯片实现的，刚才讲过了数字电源的控制方法很多的优点和实现方法。第二个问题就是 DC/DC 负载点的隔离和非隔离的解决方案不同点的地方，主要是如果为隔离式的设计，我们在原边和副边加一个变压器来做隔离，如果是非隔离就不需要这个变压器，这个就是两者主要的分别。如果是用数字电源的设计，我们今天讲的 UCD91 和 92 系列比较适合用在非隔离式的 DC/DC 设计，如果要做隔离式设计的话，我们有另外的一些类似的控制芯片，因为今天没有介绍，我们可以透露的就是有一个 UCD8000 系列比较适合做隔离式数字电源的设计。第三个问题集成电源管理器有哪些作用，我不晓得这个问题想知道什么地方，这个牵涉到东西相当多，您可以再提出比较详细的问题吗？第四个问题是 PMBus 兼容可配置的解决方案是什么，如果说您的系统上没有 PMBus，但是如果有 I2C 接口，也可以用 I2C 来和 PMBus 做通信，因为这两者是有兼容的，但是如果用 I2C 来做通信则 PMBus 有很多的指令不可以做到，这个是必须要留意的，我的解答就这样了，谢谢！	[2008-12-11]
[问：WDYHJ]	针对 UCD9K 的数字 PWM 电源设计应采用什么样的开发工具，难度和开发周期又如何呢？
[答：TI专家]	针对 UCD9000 数字电源开发环境的部分，我们在软件的部分就是各位在介绍资料中所看到的使用者图形界面，在这个使用者界面图形中各位可以设定所有 UCD9000 提供的相对功能，包含：电压、电流、过电压、限电压以及所有的保护功能以及输入电压的工作条件，同时也包含了补偿回路的参数设计及演算等等，所以在使用者部分，他只要针对他想要的 PC 板的 Power stage 这个部分作所有的参数输入，经由这个软件产生相对应一些参数，作一些模拟等等，再把这个参数放到 UCD9000 部分。在硬件部分来讲，TI 这个部分提供了一个由 EC到 UCD9000 的通信界面，就是 USB 到 PMBus 的工具，所以客户部分只要拥有刚刚所提到的使用者图形界面以及刚刚提到的 PMBus 的话，可以直接由 PC 下载到 UCD9000，就可以达成所有的系统设计。因此当客户实际要使用、要取得样片以及软件和硬件的部分就可以开始作所有的设计，再难度的部分基本上只要考虑到它整个在硬件上面的线路设计，所以你可以在我们的介绍信息上看到可以使用已经完全集成的 MOS，或者使用 UCD7230 线路或者直接用我们 TI 的 Power Margin 就可以直接做成一个 6A 的电源供应器。开发周期部分来讲，最主要的在硬件的设计部分开发周期其实并不重要，因为相对传统的模拟来讲它的线路设计非常的简单。最主要是在后段的调整部分，因为你要在你的邻近线路上面求得最好的补偿参数，这个部分可能需要一点时间，作些实际的调整。谢谢！	[2008-12-11]
[问：CHAOCHANJ007]	如何取得 UCD9240 或 UCD9112 的评估模块样片呢？
[答：TI专家]	UCD9111和9112产品已经正式在量产，所以它的资料可以从TI的网络上拿到取得，甚至样片也可以在网络上订购可以随时拿到，至于 UCD9240我们的样片可以拿得到，你可以透过联络我们的中国产品中心，电话号码是800-820-8682，可以取到9112和9240 的样片或者EVM版。谢谢！	[2008-12-11]
[问：HCZHEM]	请问可以利用 PMBus 命令来设置 UCD9K 电源供应器的工作参数，监控提供工作状态吗？
[答：TI专家]	在我们介绍资料中各位可以看到，我们可以经由 PMBus 去设定 UCD9000 电源供应器所有相关的参数像电压电流及所有的保护条件，所以基本上这个部分是不会有问题的。对于监控部分，因为在 PMBus 规格中提供了现代电压电流温度及各个输出电压的目前操作状况，所以这个部分呢我们也是都可以应用我们刚刚提到的使用者图形界面，或者在客户端他可以自行开发相关的对应产品程式，来去做所有的工作参数和所有的工作状态监控。谢谢！	[2008-12-11]
[问：SHUOCHEN18]	UCD9240能否与IGBT配合使用，是否还要IGBT的驱动电路呢？
[答：TI专家]	答案是肯定的，因为UCD9240本身用数字式的工艺来做设计，它的工艺的好处是集成度很高，我们能够把更多的线路集成在同一个芯片里面，这样的高集成度的芯片因为工艺是没有驱动能力的，只能送出信号，如果说要驱动IGBT你还是需要接一个IGBT的驱动器，就可以在使用时，UCD9240的输出信号送到 IGBT 的驱动器，由 IGBT 驱动器来驱动，这是一般的用法。谢谢！	[2008-12-11]
[问：JIU]	请问零点、极点补偿器的频率点是固定的还是可变的？
[答：TI专家]	关于这个问题我们刚才有提到在 PMBus 部分我们并没有提供这部分的功能，但是在我们德州仪器 UCD9000 的部分提供了 Manufactural Comment，我们可以提供使用者必做这个零点极点补偿器的所有参数调整，因此这个答案是肯定的。所以各位在我们的使用者图形界面部分可以看到一个操作界面是针对这个部分作系统参数调整，因此客户可以针对他实际使用的电路板去作所有零极点调整修改，随时都可以做时序的修改。如果他觉得这个部分在实际使用上并不是很理想，可以再重新调整设定。谢谢！	[2008-12-11]
[问：CHAOCHANG007]	什么是 PMBus？
[答：TI专家]	PMBus英文全名是Power Management Bus，翻译过来叫做电源管理的总线，它是一个新的规范，其实是由I2C或者用 SMBus 版本加入很多的新的指令成为PMBus。目前有很多的电源厂家都是 PMBus 论坛的会员，如果说各位有兴趣的话可以直接上 PMBus 的网页甚至可以加入会员就能够知道PMBus 目前规范的开发状态，能够得到第一手的资料。刚才我同事讲过用PMBus来设计电源有很多的好处，你可以用PMBus来设定你要的过流过压点甚至做监控等等，在未来电源设计很多时候会采用 PMBus。谢谢！	[2008-12-11]
[问：LL84518]	关于一个系统需要多个 DC/DC 模块并联，贵公司的 UCD9x 系列芯片是否可以实现各个模块的并联均流，就是说并联均流和 PWM 的输出是集成在一个芯片里？
[答：TI专家]	基本上这个部分我们会针对 UCD911 系列和 UCD9240 系列分开看，因为 UCD911 系列提供一组输出电压两项回馈,这个部分没有办法实现这个功能，对于 UCD9240 系列部分，因为它可以提供最多 4 个输出电压或者最多 8 项的电流分项，因此当你需要比较大的电流部分时，可以用 9240 4 个 PMW 并联在一起，在这 4 组 PWM 之间，我们内部的软件会直接内部提供应有的功能，如果考虑到两颗 9240，每颗 9240 都提供 8 项的 PWM，彼此之间作电流均流的话，这个部分是没有办法做的。换言之就是针对一个模块使用一颗 9240，那在同一个电压底下，我们使用的所有 PWM 彼此之间不会做均流的功能，谢谢！	[2008-12-11]
[问：周]	专家您好！请问 UCD9K 和 UCD3K 有什么区别？
[答：TI专家]	简单来讲UCD9K就是9240跟UCD3K在架构上很费事，至于为什么会分成3K和9K的原因，就是我们根据应用分成两个不同的型号，UCD9K 比较适合用在非隔离式的DC/DC电源设计。今天讲的9240或9112都是专门针对非隔离式的 DC/DC 设计而研发出来的，这两个产品都会同时提供图形化设计工具（GUI），直到工程师在设计电源的时候不需要写软件，可以用图形化工具把你的电源参数输入到里面就可以了，输入完成后就把这些参数存在控制芯片里面的记忆体中。控制器就会根据你的参数来操作，像这样的话工程师就不需要任何的软件，就方便多了也可以缩短设计周期，至于UCD3000系列是专门针对隔离式电源而研发出来的，隔离式电源因为要求参数变化比较大，如果同样用GUI来设计可能会比较不方便。所以使用UCD3000，设计工程师可以根据自己的需要可以改变其中的一部分软件来实现所需要的功能。这个是UCD3K比较不同的地方，这也是 UCD3K 和今天讲的 UCD9K 主要的不同点，谢谢！	[2008-12-11]
[问：LULU2890]	请问如何通过 GUI 对 UCD9240 进行配置，需要哪种软件支持？
[答：TI专家]	就像刚才回答的，为了减小UCD9000系列的编程，我们提供了图形化界面就是GUI，通过GUI可以设定输出的电压电流，GUI主要就是配合UCD9000 使用的软件，回答完毕。	[2008-12-11]
[问：HCCHEM]	目前多数电源控制仍以模拟方式设计为主，电源控制器迈向数字化的原因主要有哪些方面？
[答：TI专家]	在这个部分数字化电源在资料中介绍，数字化最主要的部分是可以提供有效的预测系统的稳定度，当你的系统产生了所谓的误动作，或所有的系统上有不正常操作的时候，它可以马上反应给你的系统，告诉你的系统开始产生了不稳定现象，因此使用者可在这个阶段马上对电源做现阶段检修。在模拟电源部分如果要实现相对应的功能，势必还需要外加一个微控制器去做类似的功能。但是这个部分因为微控制器和模拟电源彼此之间并没有直接的连接，因此相关的保护电路的动作等等，还是要靠模拟电源本身去处理，微控制器本身只能担当单纯的系统检测，它没有办法去做目前的系统的一些预测和一些保护动作的执行。因此数字化对于模拟电源部分最主要的优点就是，它可以作一些预测和通信的沟通以及它跟电源控制是属于直接连接。因此这个部分最主要应用在需要高可靠度的产品上，像我们资料中提到的医疗器材、伺服器等等。像这些部分使用者并不希望电源不稳定的时候主系统并不知道，必须要等到系统出现实际问题后才来做问题检修。但是数字化之后，你可以针对尚未发生的问题，比方说系统已经开始不稳定了，可以做提前的检修，防止系统发生更大的问题。谢谢！	[2008-12-11]
[问：SD2620]	UCD7230主要就是与UCD9240配套使用吗？还能与其他哪些芯片配套？
[答：TI专家]	UCD7230本身是一个MOS管的驱动器，当然它很适合和跟UCD9240或9112控制器来配套使用，当然7230有好几个优点。除了作 MOS 管的驱动之外，它内部有一个3.3V的稳压的输出，它也有一个运算放大器，用来做过流或来做其他的设计使用。不是说一定要和 UCD9240作配套，也可以用在模拟的电源设计，只要在功能上需要它的特点就可以使用。在驱动的部分除了UCD7230之外，今天研讨会的资料中有提过，我们还有两个方法能够跟控制器作驱动使用。其中一个是用电源模块的方法，另外一个是用一颗整合度更高的驱动管，它把MOS也整合到驱动器里面，有些人就叫做MOS，这些芯片都可以和9240控制芯片做设计上的使用，谢谢！	[2008-12-11]
[问：MAN0571]	当应用中负载中因元件损坏造成瞬间大电流对UCD9K的影响有多大？还有9K 4个输出它们是否会相互影响，当有其中一路发生损坏的时候？
[答：TI专家]	关于这个问题，当负载中因元件损坏造成瞬间大电流对UCD9K的影响的部分，第一个我们在9K的部分你可以看到在方框图中有4个对比比较器，这4个对比比较器就是来检测目前输出电流的大小，因此在硬件上面如果瞬间电流过大时，它的硬件会瞬间把 PWM 直接关掉，因此它不会达到，比如说你的过电流设在10安培或12安培，当你的瞬间电流只要一达到10安培的时候，这个时候硬件就会马上关掉，并不会让你的电流超过10安培或16安培。因此在这个部分对 9K 本体而言不会造成影响，最主要的影响会在你的DCR的部分。你可以看到方框图右上方有一些输入pin，这些输入pin的用意是在和 UCD7230 连接的时候，UCD7230还可以同时产生一个过电流保护的硬件信号。因此当7230产生过电流的时候7230自己本身也会管，TWM跟high set\low set 的MOS同步关掉，因此在硬件上它也可以做到硬件的保护。除了这个部分它同时会产生输出信号给UCD9000，通知说目前有一个过电流的信号产生，希望把PWM直接关掉。第二个关于UCD9000四个输出之间基本上你可以看到我们的方框图，四个闭环回路是完全的独立。如果您是使用一个闭环回路控制四个DPWN 输出的话，那就是一个闭环控制四个DPWN，如果这个闭环有了问题，那么针这四个DPWN 这四项同时会产生影响。如果你是一个闭环控制两个 DPWN的部分，属于四个输出电压，当其中一环的硬件，比方说外部的DCR有损坏时，这个闭环就会关闭，其他的闭环会根据系统的设定，如果您的系统要求其中如果有一组电压有问题时，其他的电压要同步关掉，那UCD首先会根据使用者的设定调整。如果您系统的要求是如果当所有的电压完全独立操作，互相不做任何影响，那你可以在我们图形界面中作这样的设定。如此一来当有任何一组电压有影响时，有问题过电流过电压等等，只有针对这组的 PWM 会关掉，其他的输出电压不会受到任何影响，谢谢！	[2008-12-11]
[问：TIAOJIU]	电路设计时多项PWM能否由数字电源控制器根据负载大小随时关闭或开启某路PWM？
[答：TI专家]	这个也就是数字电源的其中一个好处，我们可以设计如果是一个多项的非隔离式DC/DC的设计，我们可以设置电源可以根据负载的大小而随时关闭其中的某些项数，比如说非隔离式DC/DC在全载的时候是使用四项，当你的负载减轻的时候我的控制器可以关掉其中一项变成三项，如果负载进一步减轻甚至可以关掉其中两项或三项，剩下一项在工作。这样的调节的项数的好处是能够保持开关电源的效率，在轻载能够保持比较高。如果不这样做的话，在轻载时你可能发现多项的效率在轻载时比单项的来的低，所以这个答案是肯定的。	[2008-12-11]
[问：LLIUSHANGUING]	在德州的非隔离电源控制芯片是否都有控制时序的势能角来进行时序控制？
[答：TI专家]	基本上PMBus本身有提供PMBus功能，在UCD9000部分我们可以针对势能角作为整个系统的势能，比方说根据 UCD9240系列拥有4组输出电压以每组输出电压相对于势能脚改变时（比方说丛low到high改变），希望它的操作顺序或者是上升电压都可以做调整，如果你希望由软件全部控制不希望由硬件的势能角来控制，您也可以通过GUI图形使用者界面做这样的相对设计。当您做这样的设定时，您的势能角就不会有功能，你就只能通过我们的软件，也是经由PMBus下定到UCD9000做很多系统的开关机动作。如果你们比较倾向使用硬件的方式控制，有点相容模拟电源的方式，基本上可以通过PMBus做所有系统的势能功能。谢谢！	[2008-12-11]
[问：HUJTUS]	有人称与模拟解决方案相比数字电源成本偏高而性能也没有体现太大的优势因而处境尴尬，请问专家如何评价这点？
[答：TI专家]	这个问题简单来讲要看你的电源设计的要求而定，如果说你的电源要求有通信功能，如果你用模拟的实现方法的时候还要在外面加多一颗CPU，同样的东西在数字电源中这个功能已经内嵌。因为数字控制芯片已经把PMBus加进去，所以数字控制芯片来讲是免费的。另外一点在使用时可能要求电源能够带监控、控制等等各种各样的灵活性功能，如果用模拟电源来模拟设计的话，可能你要用更多的线路来实现，那数字电源就没有这个问题。所以看你的电源设计的要求来定，才能够比较成本的不同。所以在目前来讲因为要求可靠度比较高的应用领域，比如说通信电源或者是伺服器电源等等，因为这些电源要求比较高，所以它们比较有可能先使用数字电源设计，因为相对来讲用模拟的做法这个成本可能比数字电源更高，谢谢！	[2008-12-11]
[问：HUITSU]	应用 UCD9240 设计电路时，PCB 布线和散热方面需要做哪些特殊的考虑？
[答：TI专家]	在 PCB 布线的方面，各位从我们的方块图可以看到 UCD9240 闭环回路控制使用差动放大方式把信号拉回来，因此我们一般建议客户当反馈信号到 UCD9240，这边的信号线最好是两条线平行而且离 UCD9240 越近越好。同时可以看到 UCD9240 是属于单一 3.3V 的操作电压，当你的电压大于 1.6V 也就是闭环回路的控制规格最大的输入电压，当你的输出电压大于 1.6V 我们就必须加入一个分压电阻做电压反馈信号。因此当经由分压电阻产生信号之后，回馈到 9240 的部分这两个线跟你的反馈信号，我们都会建议离 9240 越近越好，而且是平行的，这样可以减少干扰的问题和影响到输出电压的稳定度。至于散热的部分，因为这主要整个系统的散热出现在 Chop Demos 部分，我们建议客户尽量留比较大的板边或加散热片等等，做热效率的改善。谢谢！	[2008-12-11]
[问：HUJISUT]	非隔离型是什么意思？这样的设计会不会降低电路的抗干扰性？
[答：TI专家]	非隔离就是主要用在很多负载端的DC/DC，就是直流转直流的降压电源设计，这个方法,隔离型需要有一个变压器作隔离，非隔离就是不需要有一个变压器，因为它的输入电压一般比较低，而没有安全性的要求。至于第二个问题就是这样的设计会不会降低电路的抗干扰性，这个要看你的电路设计甚至是周边的零件PCB板的设计都和抗干扰有关，谢谢！	[2008-12-11]
[问：TIANJIU]	请问数字电源芯片的工作电压与外接的驱动芯片工作电压不同时，是否需要加电平转换电路？
[答：TI专家]	基本上数字电源像UCD9000系列来讲，它的操作电压是3.3V，即使你的驱动芯片的工作电压也是3.3V，因为我们的输出电流，可以推动的电流有10mA，你用10mA直接去驱动MOS的时候，基本上这样的驱动能力是不够的，所以即使在相同的电压时，我们还是建议客户必须加装驱动元件，否则这样的驱动能力不足以去推动你的电源元件。谢谢！	[2008-12-11]
[问：HNCHENGSHASHA]	采用复杂的DSP和MCU功能，数字电源的成本和模拟电源相比是否会大副增加？
[答：TI专家]	这个问题和刚才我解答的另外一个问题的答案接近。数字电源的成本和模拟电源相比成本会不会大幅度的增加，这个要看你对设计电源的要求，你需不需要作PMBus通信，需不需要监控、管理等功能。如果说你对这些功能都需要的话，用数字电源的设计在成本上和模拟电源来比，不会增加甚至可能是一样或者是稍微低一点。所以主要看你的应用和对电源的要求而定，才能做成本的比较。谢谢！	[2008-12-11]
[问：NIUNIU2020]	有一个电路有多路电源，其中一路电源要最后加电，断电时首先断掉，请问有何解决方法？
[答：TI专家]	这就是可以体验这样的功能，这就是数字电源带来比模拟电源相对来说的好处，就是可以灵活配置各种上电和断电的时序。回答完毕。	[2008-12-11]
[问：Mtflower]	9240与9112比较，除了它是四通道输出，所谓的真正全数字控制又是指什么？
[答：TI专家]	针对这个问题。可以从我们的介绍资料中看到，模拟电源和数字电源的方框图部分各位可以看到。在数字电源部分，我们的模拟信号经由分压电阻直接输入到控制器9240或9112之外，基本上从PWM输出之后才会再接到我们的驱动IC，直接用PWM去驱动我们的Power Stage，因此从回馈信号之后一直到所有PWM信号的产生其中包含了误差的产生，所有的补偿的零起点等等全部都是经由数字化去做调整，中间不再需要像模拟线路区一样改变你的RC值去纠正你的零极点，因此所谓的真正全数字控制的意思就是，你所有的零极点的部分可以经由软件的方式去修正改变，不需要改变你的硬件回路。谢谢！	[2008-12-11]
[问：ZYW]	模拟电源是否比数字电源更可靠？我理解数字电源在抗干扰及控制复杂度上有些问题。
[答：TI专家]	其实在可靠度来讲，一个电源的可靠度来讲，数字电源其实可以做得比模拟电源来的更可靠，原因是在数字电源可以用 PMBus 不断地监控，甚至我们可以预测电源在什么时候将会失效。比如说在工作的时候我们可以透过PMBus 一直在监控电源转换的效率，或者闭流环的可靠度。当这些参数有变化的时候，系统就知道电源可能将发生问题或者损坏，可以马上采取行动做一些相应的措施。模拟电源如果做这些功能的话就比较麻烦，所以在数字电源来讲我们把可靠度进一步的提升。谢谢！	[2008-12-11]
[问：LZYYIS]	我公司的产品经常需要在现场临时更改配置，请问UCD9240支持此项功能码？
[答：TI专家]	我们UCD9240是支持这样的功能的，我们不需要通过改动硬件电路，直接通过内部软件的设置来调整输出电压。	[2008-12-11]

	廖德源资深应用工程师	廖德源先生在1993-2000年间负则三菱电机的keyboard controller的技术支援，客户包括纬创等。 2000到2007在ATMEL代理商负责charger及power bank等的软件设计与硬件支持，其中包括了buck、boost及闭环的控制。从2007加入TI以来，便开始负责UCD9K及UCD3K的技术支援。
	严宗福德州仪器亚太区电源产品技术总监	严宗福是德州仪器亚太区电源产品技术总监，负责数位电源（Digital Power）、乙太网路供电（Power over Ethernet）、电讯和工业电源等应用的业务开发与技术研究。严宗福在TI服务11年，有着超过20年的丰富类比电子知识与工作经验。目前专注于类比产品中电源产品的行销及技术工作，对中国类比市场的发展及趋势有深刻的观察及了解，并持续致力于发展更符合市场需求的最佳电源控制产品。在加入TI团队之前，严宗福曾在飞利浦新加坡分公司和香港Astec公司担任研发工程师，也曾在Unitrode公司任职其亚太区FAE经理。严宗福拥有新加坡国立大学电机工程学士学位。
	王智昊 TI 通信电源产品技术应用工程师	2008年5月加入TI 通信电源产品技术应用工程师。 2005年-2008年在Astec深圳公司通信电源部担任高级研发工程师。

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