UCD3138128 用于隔離電源的高度集成數(shù)字控制器數(shù)據(jù)手冊(cè)

UCD3138 系列是德州儀器 （TI） 的數(shù)字電源控制器，在單芯片解決方案中提供卓越的集成度和性能。與德州儀器 （TI） 的 UCD3138x 數(shù)字電源控制器相比，UCD3138x 提供 64 kB UCD3138A64 程序閃存（UCD3138128 128 KB）以及 SPI 和第二個(gè) I 等附加通信選項(xiàng)^2^C 端口。多個(gè) 32 kB bank 中的程序閃存使設(shè)計(jì)人員能夠在器件中實(shí)現(xiàn)固件的雙映像（例如，一個(gè)主映像 + 一個(gè)備份映像），并提供使用適當(dāng)算法從任一 bank 執(zhí)行的選項(xiàng)。它還為處理器創(chuàng)造了獨(dú)特的機(jī)會(huì)，可以在不中斷電力輸送的情況下加載新程序并隨后執(zhí)行該程序。此功能允許最終用戶在現(xiàn)場(chǎng)為電源添加新功能，同時(shí)消除加載新程序所需的任何停機(jī)時(shí)間。
*附件：UCD3138128， UCD3138A64 用于隔離電源的高集成度數(shù)字控制器 數(shù)據(jù)表.pdf

UCD3138 系列的靈活特性使其適用于各種電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用。此外，該器件內(nèi)部的多個(gè)外設(shè)經(jīng)過(guò)專門優(yōu)化，可增強(qiáng) AC/DC 和隔離式 DC/DC 應(yīng)用的性能，并減少 IT 和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的解決方案組件數(shù)量。UCD3138 系列是一種完全可編程的解決方案，可為客戶提供對(duì)其應(yīng)用的完全控制，以及使其解決方案脫穎而出的充足能力。同時(shí)，TI 致力于通過(guò)提供一流的開(kāi)發(fā)工具（包括應(yīng)用固件、Code Composer Studio）來(lái)簡(jiǎn)化客戶的開(kāi)發(fā)工作^TM^軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，以及 TI 的 Fusion Power Development GUI，使客戶能夠配置和監(jiān)控關(guān)鍵系統(tǒng)參數(shù)。

控制器的核心是數(shù)字電源外設(shè) （DPP）。每個(gè) DPP 都實(shí)現(xiàn)了一個(gè)高速數(shù)字控制回路，包括一個(gè)專用的誤差模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （EADC）、一個(gè)基于 PID 的 2 極 - 2 零數(shù)字補(bǔ)償器和具有 250ps 脈寬分辨率的 DPWM 輸出。該器件還包含一個(gè) 12 位、267 ksps 通用 ADC，具有多達(dá) 15 個(gè)通道、定時(shí)器、中斷控制、PMBus、I^2^C、SPI 和 UART 通信端口。該器件基于 32 位 ARM7TDMI-S RISC 微控制器，可執(zhí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、配置外設(shè)和管理通信。ARM 微控制器從可編程閃存以及片上 RAM 和 ROM 執(zhí)行其程序。

除了 DPP 之外，還添加了特定的電源管理外設(shè)，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)工作范圍內(nèi)的高效率、高集成度以提高功率密度、可靠性和最低的整體系統(tǒng)成本，以及支持最廣泛的控制方案和拓?fù)涞母哽`活性。此類外設(shè)包括：輕負(fù)載突發(fā)模式、同步整流、LLC 和相移全橋模式切換、輸入電壓前饋、銅跡線電流感應(yīng)、理想二極管仿真、恒流恒功率控制、同步整流軟開(kāi)和關(guān)、峰值電流模式控制、磁通量平衡、次級(jí)側(cè)輸入電壓感應(yīng)、高分辨率均流、帶預(yù)偏置的硬件可配置軟啟動(dòng)、 以及其他幾個(gè)功能。拓?fù)渲С忠厌槍?duì)電壓模式和峰值電流模式控制的相移全橋、單相和雙相 PFC、無(wú)橋 PFC、硬開(kāi)關(guān)全橋和半橋、有源鉗位正激轉(zhuǎn)換器、雙開(kāi)關(guān)正激轉(zhuǎn)換器以及 LLC 半橋和全橋進(jìn)行了優(yōu)化。

特性

• UCD3138 系列的 64 kB 和 128 kB 程序閃存衍生產(chǎn)品
  • 2-32 kB 或 4-32 kB 程序閃存存儲(chǔ)體
  • 支持從 1 個(gè) SoundBank 執(zhí)行，同時(shí)對(duì)另一個(gè) SoundBank 進(jìn)行編程
  • 能夠在不關(guān)閉電源的情況下更新固件
  • 與 UCD3138 相比的額外通信端口（+1 SPI、+1 I2C）
  • 基于引導(dǎo)閃存的雙內(nèi)存映像支持“動(dòng)態(tài)”固件更新
• 多達(dá) 3 個(gè)獨(dú)立反饋回路的數(shù)字控制
  • 基于 PID 的專用硬件
  • 2 極/2 零可配置，非線性控制
• 高達(dá) 16 MSPS 的誤差 A/D 轉(zhuǎn)換器 （EADC）
  • 可配置分辨率（最小值：1mV/LSB）
  • 高達(dá) 8 倍的過(guò)采樣和自適應(yīng)樣品定位
  • 基于硬件的平均（高達(dá) 8 倍）
  • 14 位有效基準(zhǔn) DAC
• 多達(dá) 8 個(gè)高分辨率數(shù)字脈寬調(diào)制 （DPWM） 輸出
  • 250 ps 脈寬分辨率
  • 4 ns 頻率和相位分辨率
  • 可調(diào)相移和死區(qū)
  • 逐周期占空比匹配
  • 高達(dá) 2 MHz 的開(kāi)關(guān)頻率
• 可配置的尾隨/前導(dǎo)/三角調(diào)制
• RTC 支持
• 可配置的反饋控制
  • 電壓、平均電流和峰值電流模式控制
  • 恒流、恒功率
• 可配置的 FM、相移調(diào)制和 PWM
• 快速、自動(dòng)和平穩(wěn)的模式切換
  • 頻率調(diào)制和 PWM
  • 相移調(diào)制和 PWM
• 高效率和輕負(fù)載管理
  • 突發(fā)模式和理想二極管仿真
  • 同步整流器軟開(kāi)/關(guān)
  • 低 IC 待機(jī)功率
• 初級(jí)側(cè)電壓感應(yīng)
• 當(dāng)前份額（平均和主/從）
• 功能豐富的故障保護(hù)選項(xiàng)
  • 7 個(gè)模擬 / 4 個(gè)數(shù)字比較器，
  • 逐周期電流限制
  • 可編程消隱時(shí)間和故障計(jì)數(shù)
  • 外部故障輸入
• 多個(gè) UCD3138x 器件之間的 DPWM 波形同步
• 15 通道、12 位、267 ksps 通用 ADC
• 內(nèi)部溫度傳感器
• 完全可編程的高性能 31.25 MHz、32 位 ARM7TDMI-S 處理器
  • 64 kB 程序閃存（2-32 kB 庫(kù)）
  • 帶 ECC 的 2 kB 數(shù)據(jù)閃存
  • 8 kB 數(shù)據(jù) RAM
  • 4 kB 引導(dǎo) ROM 使能固件引導(dǎo)加載
• 通信外設(shè)，
  • 2 - 我^2^C/PMBus 接口
  • 2 個(gè) UART，1 個(gè) SPI
• 具有可選輸入引腳的定時(shí)器捕獲
• 80 引腳 QFP 封裝
• 工作溫度：–40°C 至 125°C

參數(shù)

方框圖

1. 產(chǎn)品概述

• ?產(chǎn)品名稱?：UCD3138128 和 UCD3138A64
• ?類型?：用于隔離電源的高集成度數(shù)字控制器
• ?特點(diǎn)?：高集成度、可編程、支持多種反饋回路和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2. 主要特性

• ?程序閃存?：
  • UCD3138A64：64kB
  • UCD3138128：128kB
• ?雙內(nèi)存鏡像支持?：支持“在線”固件更新
• ?數(shù)字控制反饋回路?：高達(dá)3個(gè)獨(dú)立反饋回路，帶專用PID硬件
• ?高分辨率DPWM輸出?：
  • 8個(gè)DPWM輸出
  • 250ps脈沖寬度分辨率
  • 4ns頻率和相位分辨率
• ?誤差A(yù)DC?：高達(dá)16MSPS，可配置分辨率和過(guò)采樣
• ?通信接口?：
  • 2個(gè)I2C/PMBus接口
  • 2個(gè)UART接口
  • 1個(gè)SPI接口
• ?高性能ARM處理器?：31.25MHz，32位ARM7TDMI-S
• ?工作溫度范圍?：-40°C至125°C

3. 功能與應(yīng)用

• ?控制模式?：電壓模式、峰值電流模式、恒定電流、恒定功率等
• ?拓?fù)渲С?/strong>?：正激、反激、半橋、全橋、LLC等
• ?應(yīng)用領(lǐng)域?：
  • 電源供應(yīng)器和電信整流器
  • 功率因數(shù)校正
  • 隔離DC-DC模塊

4. 技術(shù)規(guī)格

• ?供電電壓?：
  • 數(shù)字電源：3.0V至3.6V
  • 模擬電源：3.0V至3.6V
  • I/O電源：3.3V
• ?ADC特性?：
  • 12位，267ksps
  • 高達(dá)15個(gè)通道
• ?定時(shí)器?：
  • 4個(gè)16位定時(shí)器
  • 2個(gè)24位定時(shí)器
  • 1個(gè)看門狗定時(shí)器
• ?GPIO?：高達(dá)43個(gè)通用I/O引腳

5. 保護(hù)功能

• ?故障保護(hù)?：7個(gè)模擬比較器，4個(gè)數(shù)字比較器
• ?循環(huán)電流限制?：可編程空白時(shí)間和故障計(jì)數(shù)
• ?外部故障輸入?：支持

6. 封裝與訂購(gòu)信息

• ?封裝類型?：80引腳QFP
• ?封裝尺寸?：12.00mm × 12.00mm
• ?訂購(gòu)狀態(tài)?：ACTIVE（推薦用于新設(shè)計(jì)）

7. 文檔與支持

• ?數(shù)據(jù)表修訂歷史?：初始發(fā)布于2014年6月，2017年2月修訂
• ?支持資源?：包括TI E2E?支持論壇、相關(guān)技術(shù)文檔、工具和軟件
• ?開(kāi)發(fā)支持?：支持Code Composer Studio集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，提供Fusion Digital Power Designer GUI進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)試和監(jiān)控

UCD3138128 和 UCD3138A64 是高集成度的數(shù)字控制器，適用于多種隔離電源應(yīng)用，提供高性能的電源管理和控制功能。