數(shù)字電源控制器UCD3138的介紹

UCD3138是一款德州儀器(TI) 數(shù)字電源控制器，此控制器在一個(gè)單一芯片解決方案內(nèi)提供高集成度和出色性能。UCD3138靈活的特性使得此器件適合于品種繁多的電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用。此外，器件內(nèi)的多重外設(shè)已進(jìn)行了專門優(yōu)化以提升ac/dc 和隔離的dc/dc 應(yīng)用性能并減少IT 和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施空間內(nèi)的解決方案組件數(shù)量。

UCD3138是一款完全可編程解決方案，此方案可以使用戶對(duì)他們的應(yīng)用進(jìn)行完全控制，以及很多的區(qū)分他們的解決方案的能力。與此同時(shí)，TI 致力于通過提供同類產(chǎn)品最佳的開發(fā)工具來(lái)簡(jiǎn)化我們用戶的開發(fā)工作，這些開發(fā)工具包括應(yīng)用固件、Code Composer Studio 軟件開發(fā)環(huán)境、和TI 的電源開發(fā)GUI，這使得用戶能夠配置和監(jiān)控關(guān)鍵系統(tǒng)參數(shù)。

在UCD3138 控制器的內(nèi)核上是數(shù)字控制環(huán)路外設(shè)，也被稱為數(shù)字電源外設(shè)(DPP)。每個(gè)DPP執(zhí)行一個(gè)高速數(shù)字控制環(huán)路，此環(huán)路由一個(gè)專用誤差模數(shù)轉(zhuǎn)換器(EADC)、一個(gè)基于2 極- 2 零數(shù)字補(bǔ)償器的PID 和具有250ps 脈寬分辨率的DPWM 輸出組成。此器件還包含一個(gè)12 位，267ksps 通用ADC，此ADC 具有多達(dá)14 個(gè)通道、定時(shí)器、中斷控制、電源管理總線(PMBus)，以及通用異步收發(fā)器(UART) 通信端口。此器件基于一個(gè)執(zhí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、配置外設(shè)且管理通信的ARM7TDMI-S 精簡(jiǎn)指令集微控制器。ARM 微控制器從可編程閃存存儲(chǔ)器以及片載RAM 和ROM 里執(zhí)行它的程序。

除了FDPP，特定電源管理外設(shè)已被添加以便在全部運(yùn)行范圍內(nèi)啟用高效、針對(duì)增加的功率密度的高集成度、可靠性、和最低總體系統(tǒng)成本以及支持最廣泛控制體系和拓?fù)鋽?shù)量的高靈活性。此類外設(shè)包括：輕負(fù)載突發(fā)模式、同步整流、LLC 和移相全橋模式開關(guān)、輸入電壓前饋、銅走線電流感應(yīng)、理想的二極管仿真、恒定電流恒定功率控制、同步整流軟打開和關(guān)閉、峰值電流控制模式、磁通均衡、二次側(cè)輸入電壓感應(yīng)、高分辨率電流共享、具有預(yù)偏置電壓的硬件可配置軟啟動(dòng)、以及幾個(gè)其它特性。已經(jīng)針對(duì)電壓模式和峰值電流模式、受控相位遷移全橋、單雙相位功率因數(shù)校正(PFC)、無(wú)橋PFC、硬開關(guān)全橋和半橋、以及LLC半橋和全橋進(jìn)行了拓?fù)渲С謨?yōu)化

特性：

可對(duì)多達(dá) 3 個(gè)獨(dú)立式反饋環(huán)路的數(shù)字控制

專用的基于 PID 的硬件

可配置 2 極 / 2 零

非線性控制

高達(dá) 16MHz 的誤差模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (EADC)

可配置低至 1mV/LSB 的分辨率

自動(dòng)分辨率選擇

高達(dá) 8 倍過度采樣

基于硬件的取平均值操作（高達(dá) 8x）

14 位高效數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC)

自適應(yīng)采樣觸發(fā)器定位

高達(dá) 8 個(gè)高分辨率數(shù)字脈寬已調(diào)制 (DPWM) 輸出

脈寬分辨率為 250ps

頻率分辨率為 4ns

相位分辨率為 4ns

輸出間的可調(diào)相移

配對(duì)間的可調(diào)死區(qū)

逐周期占空比匹配

高達(dá) 2MHz 開關(guān)頻率

可配置的 PWM 邊沿運(yùn)動(dòng)

后緣調(diào)制

前緣調(diào)制

三角調(diào)制

可配置的反饋控制

電壓模式

平均電流模式

峰值電流模式控制

恒定電流

恒定電源

可配置調(diào)制方法

頻率調(diào)制

相移調(diào)制

脈寬調(diào)制

快速、自動(dòng)和平滑模式開關(guān)

頻率調(diào)制和 PWM

相移調(diào)制和 PWM

高效和輕負(fù)載管理

突發(fā)模式

理想的二極管仿真

同步鎮(zhèn)流器軟打開/關(guān)閉

低集成電路 (IC) 待機(jī)功率

具有和不具有預(yù)偏置的軟啟動(dòng)/停止

快速輸入電壓前饋硬件

初級(jí)側(cè)電壓感應(yīng)

銅走線電流感應(yīng)

針對(duì)非峰值電流模式控制應(yīng)用的磁通和相位電流均衡

電流共享總線支持

模擬平均

主/從

特有豐富的故障保護(hù)選項(xiàng)

7 個(gè)高速模擬比較器

逐周期電流限制

可編程故障計(jì)數(shù)

外部故障輸入

10 數(shù)字位比較器

可編程消隱時(shí)間

多重 UCD3138 器件間的 DPWM 波形同步

14 通道，12 位，267kbps 通用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，此轉(zhuǎn)換器帶有集成的

可編程平均濾波器

雙采樣保持

內(nèi)部溫度傳感器

完全可編程高性能 31.25MHz，32 位 ARM7TDMI-S 處理器

32k 字節(jié) (kB) 編程閃存

具有糾錯(cuò)碼 (ECC) 的 2kB 數(shù)據(jù)閃存

4kB 數(shù)據(jù) RAM

4kB 啟動(dòng) ROM 通過 I2C 或者 UART 在場(chǎng)中啟用 固件引導(dǎo)-載入

通信外設(shè)

I2C / 電源管理總線 (PMBus)

在 UCD3138RGC（40 引腳四方扁平無(wú)引線 (QFN)）上有2 個(gè) UART

在 UCD3138RHA（40 引腳 QFN）上有 1 個(gè) UART

具有可選輸入引腳的定時(shí)器捕捉

多達(dá) 5 個(gè)附加的通用定時(shí)器

內(nèi)置安全裝置：BOD 和 POR

64 引腳 QFN 和 40 引腳 QFN 封裝

運(yùn)行溫度：-40°C 至 125°C

支持整合數(shù)字電源設(shè)計(jì)圖形用戶界面 (GUI)

應(yīng)用范圍：

電源和電信整流器

功率因數(shù)校正

隔離的dc-dc 模塊