[图文]UBA2032T全桥驱动芯片在PWM中的应用

　　（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，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。

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　　（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；

    （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。

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　　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‘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，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

 

www.55dianzi.com    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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