DSP的大功率开关电源的设计方案

　　TC4421/4422是Microchip公司生产的9A高速MOsFET/IGBT驱动器，其中TC4421是反向输出，TC4422是同向输出，输出级均为图腾柱结构。

　　TC4421/4422具有以下特点：

　　①输出峰值电流大：9 A;

　　② 电源范围宽：4.5 V～18 V;

　　③连续输出电流大：最大2 A;

　　④快速的上升时间和下降时间：30 ns(负载4700pF)，180 ns(负载47000 pF);

　　⑤传输延迟时间短：30 ns(典型);

　　⑥供电电流小：逻辑“1”输入～200μA(典型)，逻辑“0”输入～55 μA(典型);

　　⑦输出阻抗低：1.4 Ω(典型);

　　⑧闭锁保护：可承受1.5 A的输出反向电流;

　　⑨输入端可承受高达5 V的反向电压;

　　⑩能够由TTL或CMOS电平(3 V～18 V)直接驱动，并且输人端采用有300 mV滞回的施密特触发电路。

　　当TMS320LF2407A输出的PWM1为高电平，PWM2为低电平时，经过TCA422驱动放大后输出，在脉冲变压器一次侧所流过的电流从PWMA流向PWMB，如图4中箭头所示，电压方向为上正下负。

　　根据变压器的同名端和接线方式，则开关管Q1的栅极电压为正，Q2的栅极电压为负。因此，此时是驱动QM1导通。反之若是PWM1为高电平，PWM2为低电平时，则是驱动Q2导通。四只二极管DQ1 ～DQ2的作用是消除反电动势对TCA422的影响。

　　(3)辅助电源电路

　　本开关电源电路设计过程中所需要的几路工作电源如下：

　　① TMS320LF2407DSP所需电源：I/O 电源(3.3 V)，PLL(PHSAELOCKED LOOP)电源(3.3 V)，FIASH编程电压(5 V)，模拟电路电源电压(3.3 V);②TCA422芯片所需电源：电源端电压范围4.5～18 V(选择15 V);③采样电路中所用运算放大器的工作电源为15 V。

　　因此，整个控制电路需要提供15 V、5 V和3.3 V三种制式的电压。设计中选用深圳安时捷公司的HAw 5-220524 AC/DC模块将220 V、50 Hz的交流电转换成24 V直流电，然后采用三端稳压器7815和7805获得15 V和5 V的电压。TMS320LF2407A所需的3.3 V由5 V通过TPS7333QD电压芯片得到。

　　4)采样电路

　　电压采样电路由三端稳压器TL431和光电耦合器PC817之问的配合来构成。电路设计如图5所示，TL431与PC817一次侧的LED串联，TL431阴极流过的电流就是LED的电流。输出电压Ud经分压网络后到参考电压UR与TL431中的2.5 V基准电压Uref进行比较，在阴极上形成误差电压，使LED的工作电流 If发生变化，再通过光耦将变化的电流信号转换为电压信号送人LF2407A的ADCIN00引脚。

　　图5 电压采样电路原理图