PDF《Application Report》

2625 + 10000;

3. 采样时刻的设置 考虑到在变压器副边中心抽头处电压变为高电压时会伴随有尖峰和震荡,为防止采样错误,采样点设置需 要避开开始时刻.下面代码设置了采样点的位置:接近脉冲的结束时刻,为600ns 处. Dpwm0Regs.DPWMSAMPTRIG1.all = 2400;

1.4 实测波形 如下图

2 所示,绿色线为全桥原边驱动(即单脉冲)波形,其时间长度约为 650ns,与软件设计一致.黄 色线为变压器副边中心抽头处的电压波形,第一个波头是因为全桥原边没有完全导通造成输入电压没能够完全 地传输到副边,而第二个脉冲则准确地反应了输入电压的信息.此时,输入电压为 50V,黄色线的平台为 20V,与理论计算一致. 图2:Single Frame 实测波形 ZHCA449

4 数字电源控制器 UCD3138 的Single Frame 和前馈功能说明

2 前馈功能的设计与实现 前馈(feed forward)功能是 UCD3138 的一个重要特性.借助于实现 Single Frame 功能的硬件电路,UCD3138 可以获知当前输入电压;

当输入电压有剧烈变化时,前馈功能可以快速响应并调整占空比,以尽快稳定输出电压. 2.1 前馈功能实现原理描述 UCD3138 芯片内部的前馈模块的输出为一个增益值,将与环路的输出结果相乘,以共同决定占空比.前 馈模块输出的增益由该式决定: Gain Kc Kp V = + *? .其中: Kc 为常数,通常设置在 0.5~0.7 之间,以方便对占空比进行大小两个方向的调节;

Kp 为输入电压差值的放大倍数.该值为非线性值,即误差越大则增益越大.误差较小时,该值为 0;

V ? 为跳变之后的输入电压与跳变前输入电压的差值,即Vref(DAC)-Vin_sense.在输入电压跳变之 后,Vref(DAC)的值会逐渐逼近新的输入电压,以保证该值等于最新的当前输入电压. UCD3138 芯片内部前馈处理模块的的示意图见图 3. 图3: 前馈内部处理模块 如下图

4 所示,前馈模块的输出结果直接与环路最终的输出相乘,然后由相乘的结果再去调整占空比 大小.这就保证了前馈的结果可以快速调整当前的占空比. 图4:前馈输出最终与环路输出相乘 ZHCA449 数字电源控制器 UCD3138 的Single Frame 和前馈功能说明

5 2.2 前馈功能的实现 前馈功能的硬件设计主要包含了输入电压的检测电路,在

第一章曾有描述,在此不再赘述.软件设计主要 包含了 Vref(DAC)值的配置、Kc 的配置和前馈功能的启用设置. 1)Vref(DAC)值的配置 如下函数实现了根据 v_input_error 的大小对 Vref(DAC)值的更新.v_input_error 为当前采集的输入电压与 前一次采集到的输入电压的差值.该函数包含在一个状态机中,100us 执行一次,将连续执行

300 次,以保证 在使能前馈功能之前 Vref(DAC)近似等于当前输入电压. if(v_input_error >

10) { if(FeCtrl2Regs.EADCDAC.bit.DAC_VALUE >

3000) //can not lower than 35V;

{FeCtrl2Regs.EADCDAC.bit.DAC_VALUE = FeCtrl2Regs.EADCDAC.bit.DAC_VALUE - 1;

} } else if(v_input_error <

-10) { if(FeCtrl2Regs.EADCDAC.bit.DAC_VALUE <

14000) //can not higher than 80V;

{FeCtrl2Regs.EADCDAC.bit.DAC_VALUE = FeCtrl2Regs.EADCDAC.bit.DAC_VALUE + 1;

} } 如果误差很小,即输入电压已经稳定,则系统软件准备开启前馈功能并随后进入正常运行的状态机. if ( abs(v_input_error) <

10) //Vin error is small { supply_state = STATE_REGULATED;

Filter0Regs.FILTERCTRL.bit.OUTPUT_MULT_SEL =2;

//Enable Feed Forward } 2)Kc 值的配置 在输入电压稳定的情况下,如果 Kc 直接配置到 0.5 到0.7 的某个值,则此时启用前馈功能会影响正常环路 的输出,造成输出电压出现跌落.如下图