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UBA2032T全桥驱动芯片在PWM中的应用

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  (2)内部PCA模块包括一个专用的16位计数器／定时器时间基准和3个可编程的捕捉／比较模块。时间基准的时钟可以是下面的6个时钟源之一：系统时钟／12、系统时钟／4、定时器0溢出、外部时钟输入(ECI)、系统时钟和外部振荡源频率／8。使用PCA功能可以产生8位或者16位PWM序列。不仅序列的占空比根据需要可以改变，而且通过选择不同的时间基准可以改变频率；
  (3)对PCA的特殊功能寄存器进行简单的设置，利用软件编程的方法，在相应的端口输出PWM序列。
  2.2 8位脉宽调制方法及PCA设置
  C805lF330D的每个PCA模块都可以被独立地用在对应CEXn的引脚产生脉宽调制(PWM)输出。PWM输出的频率取决于PCA计数器／定时器的时基。使工字电感用模块的捕捉／比较寄存器PCAOCPLn改变PWM输出信号的占空比。当PCA计数器／定时器的低字一体电感器节(PCAOL)与PCAOCPLn中的值相等时，CEXn引脚上的输出被置‘1’；当PCA0L中的计数值溢出时，CEXn输出被复位。
  如果计数器／定时器的低字节PCAOL溢出(从0xFF到Ox00)，保存在PCAOCPLn中的值被自动装入到PCAOCPLn不需软件干预。通过将PCAOCPMn寄存器中的ECOMn和PWM位置‘1’来使能8位脉冲宽度调制器方式。8位PWM方式的占空比由如下方程得到
  
  注意：当向PCA0的捕捉／比较寄存器写入一个16位数值时，应先写低字节。向PCAOCPLn的写入操作将清大功率电感贴片电感器‘0’ECOMn位；向PCA0CPLn写入时将置‘1’ECOMn位。8位脉宽调制最大占空比为100％(PCAOCPLn=0)，最小占空比为0．39％(PCAOCPLn=0xFF)。可以通过清‘0’ECOMn位产生0％的占空比。
  设计中只输出一路PWM信号，所以只对PCAMn进行设置。C8051F330D相关寄存器及PCA寄存器的设置如下：
  (1)对于C8051F330D单片机，首先使能交叉开关，并使输出端口设置为上拉，这样才能使产生的．PWM信号能够从相应的端口输出，即XBR0=Ox41；使端口P0.0作为PWM的输出端；
  (2)PCA寄存器设置。要使能PCAOCN中的CR位，设置PCAOMD中的CPS0，片式电感器的用途CPS1，CPS2位选择PCA的时钟频率，根据要求选择SYSCLK／4分频；
  (3)在PCAOCPM0寄存器中设置为8位。PWM，并令其中断使能，只需更改PCAOCPLn的值，就能够达到改变占空比的目的。
  2．3 UAB2032T的工作过程
  

  
  如图2所示，单片机输出的PWM通过CD40106施密特触发器，首先使输出的PWM序列的上升沿或者下降沿延迟减小。经过整形后的PWM序列送入UBA203T的EXTDR端。由于采用外部振荡器模式，根据逻辑控制表，将DD，SU及+LVS接高电平(UBA2032T的VDD)，使除法器使能禁止，BD接低电平使能全桥电路，HV高压端接100 V。最终使全桥电路的控制只受外部输入的PWM序列控制。当在上升沿到达的时候，GHL和GLR为高电平，GHR和GLL为低电平。导通Q1和Q4的MOSFET，在输出端得到由高到低的脉冲。如果PWM的下降沿到来的时候，GHR和GLL为高电平，GHL和GLR为低电平。这样输出端将输出由低到高的脉冲。如果输入的PWM是连续的，这样在全桥电路的输出端就输出以HV高压端为基准的PWM脉冲序列。如果电路中产生比较大的尖峰脉冲，会在全桥电路中MOSFET栅极产生比较高的瞬态电压或振荡。当MOSFET的栅极直接与UBA2032T的GHR，GHL，GHL，GLR管脚直接耦合，驱动器输出会产生高电压冲击。为了减少这种高电压的冲击，可以在MOSFET上串联一个不小于100 Ω的电阻，并联一个高速二极管。

  3 仿真结果
  仿真采用NI公司的Multisim仿真软件。使用四综示波器观察仿真波形，如图3所示。

  

  
  由上往下第1路代表GHL，第2路代表GHR，第3路代表GLL，第4路代表GLR。输入的PWM频率为500 Hz，HV端输入电压为100 V。通过仿真波
  形发现，利用一路PWM序列的信号驱动UBA2032T，能够产生互补对称的4路驱动信号。波形比较光滑、规整，发挥了UAB2032T的全桥驱动能力。

  4 结束语
  由上述UBA2032T工作原理和仿真结果可以得到，采用UBA2032T驱动全桥电路，实现了对于PWM序列的驱动，达到了设计目的。采用C805-1F330D单片机与UBA2032T相结合的方法，简化了设计，减少对硬件资源的浪费。单片机内部集成的PCA模块为产生PWM带来便利。
  

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