UCD3138064 高度集成的數(shù)字控制器，用于隔離電源，具有 64kB 內(nèi)存技術(shù)資料

UCD3138064 是德州儀器 （TI） 的一款數(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） UCD3138數(shù)字電源控制器（第 6 節(jié)）相比，該UCD3138064提供 64 kB 的程序閃存（UCD3138為 32 kB）和額外的通信選項，例如 SPI 和第二個 I^2^C 端口。64 kB 程序閃存以 2-32 kB 存儲區(qū)提供，使設(shè)計人員能夠在設(shè)備中實現(xiàn)固件的雙映像（例如，一個主映像 + 一個備份映像），并靈活地使用適當(dāng)?shù)?a target="_blank">算法從任一存儲體執(zhí)行。它還為處理器創(chuàng)造了獨特的機會，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)場為電源添加新功能，同時消除加載新程序所需的任何停機時間。
*附件：UCD3138064 具有 64 kB 程序閃存的用于隔離電源的高度集成數(shù)字控制器數(shù)據(jù)表.pdf

UCD3138064 的靈活特性使其適用于各種功率轉(zhuǎn)換應(yīng)用。此外，該器件內(nèi)部的多個外設(shè)經(jīng)過專門優(yōu)化，可增強 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。UCD3138064 是一種完全可編程的解決方案，為客戶提供對其應(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，TI 致力于通過提供一流的開發(fā)工具（包括應(yīng)用固件、Code Composer Studio）來簡化客戶的開發(fā)工作^TM^軟件開發(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)。

UCD3138064控制器的核心是數(shù)字電源外設(shè) （DPP）。每個 DPP 都實現(xiàn)了一個高速數(shù)字控制回路，包括一個專用的誤差模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （EADC）、一個基于 PID 的 2 極 - 2 零數(shù)字補償器和具有 250ps 脈寬分辨率的 DPWM 輸出。該器件還包含一個 12 位、267 ksps 通用 ADC，具有多達 15 個通道、定時器、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)行實時監(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 中執(zhí)行其程序。

除了 DPP 之外，還添加了特定的電源管理外設(shè)，以實現(xiàn)整個工作范圍內(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、同步整流軟開和關(guān)、峰值電流模式控制、磁通量平衡、次級側(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、 以及其他幾個功能。拓?fù)渲С忠厌槍﹄妷耗Ｊ胶头逯惦娏髂Ｊ娇刂频南嘁迫珮?、單相和雙相 PFC、無橋 PFC、硬開關(guān)全橋和半橋以及 LLC 半橋和全橋進行了優(yōu)化。

特性

• UCD3138 系列的 64 kB 程序閃存衍生產(chǎn)品
  • 2-32 kB 程序閃存庫
  • 支持從 1 個庫執(zhí)行，同時對另一個庫進行編程
  • 能夠在不關(guān)閉電源的情況下更新固件
  • 與 UCD3138 相比，額外的通信端口（+1 SPI、+1 I2C）
  • RGC 和 RJA 封裝與 UCD3138 （SLUSAP2B） 引腳對引腳兼容。第 6.1 節(jié)
• 多達 3 個獨立反饋回路的數(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 16 MHz 的誤差 A/D 轉(zhuǎn)換器 （EADC）
  • 可配置分辨率（最小值：1 mV/LSB）
  • 高達 8 倍的過采樣和自適應(yīng)觸發(fā)定位
  • 基于硬件的平均（高達 8 倍）
  • 14 位有效 DAC
• 多達 8 個高分辨率數(shù)字脈寬調(diào)制 （DPWM） 輸出
  • 250ps 脈寬分辨率
  • 4ns 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 2MHz 的開關(guān)頻率
• 可配置的尾隨、前導(dǎo)和三角調(diào)制
• 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、自動和流暢的模式切換
  • 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
  • 同步整流器軟導(dǎo)通和關(guān)斷
  • 設(shè)備待機功率低
• 初級側(cè)電壓感應(yīng)
• 用于非峰值電流模式控制應(yīng)用的磁通量和相電流平衡
• 當(dāng)前份額
• 功能豐富的故障保護選項
  • 7 個模擬和 4 個數(shù)字比較器，
  • 逐周期電流限制
  • 可編程消隱時間和故障計數(shù)
  • 外部故障輸入
• 在多個 UCD3138 系列器件之間同步 DPWM 波形
• 14 通道、12 位、267ksps 通用 ADC，集成了
  • 可編程平均濾波器
  • 雙采樣和保持
• 內(nèi)部溫度傳感器
• 完全可編程的高性能 31.25MHz、32 位 ARM7TDMI-S 處理器
  • 64 kB 程序閃存（2-32 kB 組）
  • 帶 ECC 的 2 kB 數(shù)據(jù)閃存
  • 4 kB 數(shù)據(jù) RAM
  • 8 kB 引導(dǎo) ROM 支持固件引導(dǎo)加載
• 通信外圍設(shè)備
  • 1 - 我^2^C/PMBus，1 - I^2^C（僅限主模式）
  • 2 個 UART
  • 1 - SPI
• 具有可選輸入引腳的定時器捕獲
• 內(nèi)置看門狗：BOD 和 POR
• 64 引腳 QFN 和 40 引腳 QFN 封裝
• 工作溫度：–40°C 至 125°C
• Fusion Digital Power Studio GUI 支持

參數(shù)

一、產(chǎn)品概述

• ?產(chǎn)品名稱?：UCD3138064
• ?類型?：高度集成數(shù)字控制器，用于隔離電源
• ?主要特點?：具有64kB程序閃存，高度可編程，適用于電源供應(yīng)和電信整流器等應(yīng)用

二、核心特性

• ?高性能ARM處理器?：基于32位ARM7TDMI-S RISC微控制器，運行頻率為31.25MHz
• ?大容量存儲?：64kB程序閃存（分為兩個32kB的銀行），2kB數(shù)據(jù)閃存，4kB數(shù)據(jù)RAM，8kB啟動ROM
• ?高精度ADC?：14通道12位ADC，采樣速率高達267ksps，支持可編程平均濾波器
• ?多功能DPWM?：高分辨率DPWM輸出，脈沖寬度分辨率達250ps，支持多種調(diào)制模式和自動模式切換
• ?豐富的外設(shè)接口?：包括SCI/UART、PMBus/I2C、SPI通信端口，以及多個GPIO和定時器
• ?高級電源管理?：支持多種電源管理策略，如輕載突發(fā)模式、同步整流、LLC和諧振模式切換等

三、應(yīng)用領(lǐng)域

• ?電源供應(yīng)?：包括隔離DC-DC模塊、電源因數(shù)校正等
• ?電信整流器?
• ?其他需要高精度電源控制的場合?

四、關(guān)鍵功能

• ?高精度控制?：支持電壓模式、平均電流模式和峰值電流模式控制
• ?靈活的配置選項?：通過編程可實現(xiàn)多種電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的控制
• ?實時監(jiān)控與保護?：內(nèi)置溫度傳感器，支持過壓、過流、短路等多種保護功能
• ?在線編程與更新?：支持在不中斷電源供應(yīng)的情況下，通過PMBus接口進行固件更新

五、封裝與尺寸

• ?封裝類型?：提供多種封裝選項，包括64引腳QFN（RGC）和40引腳QFN（RMH/RJA）
• ?尺寸?：根據(jù)封裝類型不同，尺寸有所差異，如64引腳QFN封裝的尺寸為9mm×9mm

六、文檔與支持

• ?詳細(xì)數(shù)據(jù)表?：提供全面的電氣特性、時序特性、典型應(yīng)用電路等信息
• ?應(yīng)用固件與工具?：支持使用TI的Code Composer Studio開發(fā)環(huán)境進行應(yīng)用固件開發(fā)，同時提供Fusion Digital Power Studio GUI工具進行實時監(jiān)控和配置
• ?參考設(shè)計?：提供多種參考設(shè)計，幫助用戶快速實現(xiàn)電源解決方案

七、注意事項

• ?操作條件?：應(yīng)在推薦的操作條件下使用，避免超出絕對最大額定值
• ?靜電防護?：在處理和安裝過程中，需采取適當(dāng)?shù)撵o電防護措施，避免靜電放電損壞
• ?布局與接地?：在PCB布局時，需遵循TI提供的布局指南，確保良好的接地和信號完整性