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UBA2032T全桥驱动芯片在PWM中的应用

• 摘要：介绍了一种新型的全桥电路驱动芯片UBA2032T，重点阐述了芯片的结构特点、基本原理、应用设计中的接线方法。给出了UBA20321T与C805lF330D高速单片机在PWM设计中的应用。利用仿真实验，验证了使用UBA2032T进行该方案设计的正确性。
  关键词： UBA2032T；全桥电路；C805lF330D；PWM

  飞利浦公司推出的UBA2032T高压单片IC，是采用EZ-HVSOI工艺制造的一种新型高压全桥驱动器。UBA2032T在全桥拓扑中通过外部MOSFET可以驱动任何一种负载，尤其适用于驱动高强度的放电灯(HID)或者全桥电路设计。它可以使用内部的振荡器或者利用外部驱动电路对全桥电路的高电压平移控制，为了保证能够产生精确的50％占空电感厂家比，在振荡器反馈信号输出驱动器之前，振荡器的信号经过2分频后才能通过驱动器。UBA2032T的主要特点如下：
  (1)内置自举二极管和高压电平移位器；
  (2)桥路电压最高可达550 V，并可直接从IC的HV脚输人高压端，为内部电路产生低压，从而无需附加低压电源；
  (3)输入启动延时，能够使用简单的。RC滤波器或者来自驱动器的控制信号产生延迟，共模电感器振荡器的频率能够调节；
  (4)非交叠时间可以由自适应非交叠电路控制，最小非交叠时间可在内部固定。

  1 UBA2032T的引脚结构
  UBA2032T采用SO24塑料封装形式，引脚排列如图1所示。

  

  UBA2032T内部集成了电压稳压器、振荡器、输入信号延迟和桥路禁止电路、控制逻辑、高／低压电平移位器、高端左／右驱动器和低端左／右驱动器等电路。该芯片集成度高，为全桥电路的设计带来了方便。
  1．1 UBA2032T工作原理
  使用uBA2032T时，HV端输入高压端(0～550 V)，IC内部将在VDD端输出低压(0～14 V)供内部或者外部电路使用，或者直接使用外部提供的低压直接与VDD进行连接。注意，在与外部低压连接时，一定要保证HV与VDD或者SGND相连接。如果VDD或者HV端的电平高于功率驱动电平时，桥路输出电压将由EXTDR引脚上的控制信号来决定，一旦VDD或者HV上的电平降至功率驱动复位电平以下，IC将再次进人启动状态。当管脚HV的电压穿越释放功率驱动电平时，桥路将按照以下方式确定状态换向：
  (1)高端左边和低端右边MOSFET，右边和低端左边MOSFET截止；
  (2)高端左边和低端右边MOSFET，右边和低端左边MOSFET导通。
  在该设计中，就是利用UBA2032T的这一互补导通和强大的驱动能力特性，使用单片机产生一定占空比的PWM信号，对负载进行驱动。
  1．2 UBA2032T工作模式
  UBA2032T有3种不同的振荡工作模式：
  (1)内部振荡器模式。在该模式下，HV端为IC芯片进行供电，桥路的振荡频率由外部所接的电阻和电器来决定。如果要实现50％占空比，应该将DD端接SGND使能内部分频器。同时要将EXTDR与+LVS，-LVS和SGND或者VDD。管脚相连接，减少外界对不使用管脚的干扰；
  (2)使用外部振荡器模式。该模式下，管脚RC与SGND连接，这样可以禁止内部振荡器。如果外部信号源连接到EXTDR端时，桥路的振荡频率将由外部的贴片电感输入信号决定。在使用外部振荡器时，应关闭分频器，所以将DD端接高电平。BD管脚是用来关闭全桥电路中的4个MOSFET，应接高电平使能全桥电路；
  (3)内部分频器和外部振荡器同时使用的模式。在该模式下，管脚RC和DD，SGND相短接。此时全桥输出频率为振荡器频率的1／2，桥路一体电感转换则通过EXTDR输入信号的下降沿触发。
  1．3 UBA2032T逻辑控制表

  

  PWM应用设计中，UBA2032T选用的是外部振荡器模式。按照表1所示，选择BD接低电平、SU和DD接高电平，这样根据外部输入信号的高低电平变化就能够在GHL，GHR，GLL，GLR管脚输出高低不同的逻辑信号。

  2 UBA2032T与C8051F330D在PWM电路
  2．1 C8051F330D的优点
  该PWM电路设计中，为了减少对硬件资源的使用和设计方便。使用C8051F330D单片机作为控制器，利用自身的PCA模块产生占空比能够改变的一定频率的低压PWM序列，选用C805lF系列单片机，具有以下优点：
  (1)C805lF系列单片机是与51单片机指令集相互兼容，具有C51所有外设部件，减少了外围电路的设计。单片机内部有高／低振荡器，通过简单设置相关寄存器就能够产生系统时钟，无需外界晶振。系统时钟频率最高可达25 MHz，完全能够满足设计要求；

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