UCD8220-Q1 汽车级 4.5V 至 15.5V 数字辅助推挽式 PWM 控制器数据手册

UCD8220-Q1 模拟脉宽调制器 （PWM） 器件用于数字管理 使用微控制器或 TMS320 DSP 系列的电源。

UCD8220-Q1 器件是一款双端 PWM 控制器，配置有推挽式驱动器 逻辑。

使用 UCD8220-Q1 器件的系统与传统模拟器件闭合 PWM 反馈回路 方法，但 UCD8220-Q1 控制器包括用于解释时域数字脉冲的电路 火车。脉冲序列包含所使用的工作频率和最大占空比限制 控制电源运行。该器件电路简化了转换器的实现 具有高级控制功能，而不会增加复杂性或可能的 PWM 分辨率 在离散时域中闭合控制循环的限制。
*附件：UCD8220-Q1 数字管理推挽式模拟 PWM 控制器数据表.pdf

UCD8220-Q1 器件可配置为峰值电流模式或电压模式 控制。该器件提供可编程限流功能和数字输出 current-limit 标志，该标志可由主机控制器监控以设置电流限制 操作。为了实现快速开关速度，输出级使用 TrueDrive 输出电路 架构，可向 MOSFET 的栅极提供 ±4A 的额定电流。最后是设备 还包括一个 3.3V、10mA 线性稳压器，用于为数字控制器供电或充当 系统中的引用。

UCD8220-Q1 控制器与 UCD9K 的标准 3.3V I/O 端口兼容 数字电源控制器、DSP、微控制器或 ASIC，采用 PowerPAD™ 集成电路封装 HTSSOP.

特性

• 符合 AEC-Q100 标准，结果如下：
  • 器件温度等级 1：-40°C 至 125°C
    环境工作温度范围
  • 器件 HBM ESD 分类 2 级
  • 器件 CDM ESD 分类等级 C4B
• 适用于使用 μC
  或 TMS320™ DSP 系列的数字管理电源
• 具有
  逐周期电流限制的电压或峰值电流模式控制
• 来自数字控制器的时钟输入，用于设置工作
  频率和最大占空比
• 模拟 PWM 比较器
• 2MHz 开关频率
• 110V 输入启动电路和热关断
  （UCD8620）
• 内部可编程斜率补偿
• 3.3V、10mA 线性稳压器
• DSP/μC 兼容输入
• 双通道 ±4A TrueDrive™ 集成电路大
  电流驱动器
• 2.2nF 时，典型上升和下降时间为 10ns
• 25ns 输入至输出传播延迟
• 25ns 电流感应到输出传播延迟
• 可编程限流门限
• 数字输出限流标志
• 4.5V 至 15.5V 电源电压范围

参数

方框图

1. 产品概述

• ‌产品名称‌：UCD8220-Q1
• ‌类型‌：数字管理推挽式模拟PWM控制器
• ‌应用‌：用于数字管理的电源供应，如汽车电子（HEV/EV）、电池充电器、推挽、半桥或全桥转换器等
• ‌特点‌：
  • 通过传统模拟方法闭合PWM反馈回路，但包含解释时域数字脉冲序列的电路
  • 可配置为峰值电流模式或电压模式控制
  • 提供可编程电流限制功能和数字输出电流限制标志
  • 使用TrueDrive输出电路架构，实现快速切换速度

2. 主要规格

• ‌供电电压范围‌：4.5V至15.5V
• ‌开关频率‌：最高2MHz
• ‌输出驱动能力‌：±4A峰值电流
• ‌线性调节器‌：3.3V，10mA
• ‌封装类型‌：HTSSOP（16引脚）
• ‌ 热阻（θJA） ‌：40.1°C/W

3. 功能特性

• ‌CLK输入‌：接受来自数字控制器的时域数字脉冲序列，包含工作频率和最大占空比限制
• ‌电流感测和保护‌：实施逐周期电流限制，保护功率级
• ‌ 电流限制标志（CLF） ‌：当过流发生时，输出驱动被强制为低，CLF信号被设置高，并通知数字控制器
• ‌TrueDrive输出电路‌：在MOSFET的Miller平台区域提供高效电流驱动
• ‌启动和关断行为‌：包括软启动、过流保护、温度关断等功能

4. 电气特性

• ‌供电电流‌：在输出不切换且CLK为低电平时，典型值为1.6mA
• ‌3.3V线性调节器‌：初始设置点为3.3V，负载调节和线性调节均小于6.6mV
• ‌时钟输入‌：高电平阈值电压为1.65V至2.08V，低电平阈值电压为1.16V至1.5V
• ‌电流感测比较器‌：输入偏置电流小于1μA

5. 应用与实施

• ‌典型应用‌：如半桥功率拓扑结构中的应用，实现高度数字控制
• ‌设计要求‌：确定哪些功能应保留在数字域而非模拟域
• ‌详细设计步骤‌：包括选择ISET电阻以设置电流限制阈值等

6. 布局与热考虑

• ‌布局指南‌：推荐将驱动设备靠近MOSFET，以最小化寄生电感
• ‌热考虑‌：使用PowerPAD集成电路封装，通过暴露的焊盘增强热传导性

7. 文档与支持

• ‌相关文档‌：包括电流模式转换器的建模、分析与补偿等
• ‌商标信息‌：TMS320、TrueDrive、PowerPAD为德州仪器的商标