UCD30xx 器件是德州儀器 （TI） 數(shù)字 PWM 控制器系列的成員，為數(shù)字電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用提供單芯片控制解決方案。這些器件允許對(duì)高性能、高頻電源進(jìn)行數(shù)字控制，并靈活配置參數(shù)、監(jiān)控、監(jiān)控和通信功能。

UCD30xx 是完全可編程的解決方案，可配置為支持單相或多相配置中的各種隔離和非隔離拓?fù)?。一些示例包括交錯(cuò)式 PFC、隔離正激、半橋、相移全橋、有源鉗位和諧振 LLC。
*附件：ucd3040 數(shù)字電源控制器數(shù)據(jù)表 .pdf

UCD30xx 控制器的核心是數(shù)字控制回路外設(shè)，也稱為 Fusion 數(shù)字電源外設(shè) （FDPP）。每個(gè) FDPP 都實(shí)現(xiàn)了一個(gè)高速數(shù)字控制回路，包括一個(gè)專用誤差模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （EADC）、一個(gè)三極點(diǎn)/三個(gè)零點(diǎn) （3p， 3z） 數(shù)字補(bǔ)償器和兩個(gè)脈寬分辨率為 250 ps 的 DPWM 輸出。該器件還包含一個(gè) 12 位、200ksps 通用 ADC，具有多達(dá) 15 個(gè)通道、定時(shí)器、中斷控制以及 PMBus、SCI 和 SPI 等通信端口。該設(shè)備基于 32 位 ARM7 RISC CPU，可執(zhí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、配置外圍設(shè)備和管理通信。CPU 從可編程閃存和 ROM 中執(zhí)行其程序。

特性

• 對(duì)多達(dá) 4 個(gè)電壓反饋環(huán)路進(jìn)行數(shù)字控制
• 多達(dá) 8 個(gè)高分辨率數(shù)字脈寬調(diào)制 （DPWM） 輸出，支持各種離線、隔離和非隔離 DC-DC 拓?fù)?
  • 250ps DPWM 脈寬分辨率
  • 4ns DPWM 頻率分辨率
  • DPWM 輸出之間的可調(diào)相移
  • 每個(gè) DPWM 對(duì)之間的可調(diào)死區(qū)
  • 高電平有效或 -低 DPWM 極性
  • 高達(dá) 2MHz 的 DPWM 開關(guān)頻率
• 每個(gè)反饋回路專用的高速誤差模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （EADC），感應(yīng)分辨率高達(dá) 1 mV
• 片上 10 位 D 和 A 轉(zhuǎn)換器 （DAC），用于設(shè)置 EADC 參考電壓
• 專用硬件加速數(shù)字補(bǔ)償器或控制律加速器 （CLA）
  • 三極、三零可配置補(bǔ)償器
  • 特性非線性數(shù)字控制
  • 多個(gè)可編程系數(shù)寄存器，用于自適應(yīng)數(shù)字補(bǔ)償
• 高達(dá) 15 通道、12 位、200ksps 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC）
• 多級(jí)故障保護(hù)
  • 4 個(gè)高速模擬比較器
  • 外部故障輸入
  • 12 位 ADC
• 可針對(duì)電壓模式、平均電流模式和諧振模式進(jìn)行配置
• 允許在多個(gè) UCD3040、UCD3020 和 UCD3028 （UCD30xx） 器件之間同步 DPWM 波形
• 可調(diào)節(jié)的 DPWM 脈沖寬度支持多相應(yīng)用中的電流平衡。
• 高性能 31.25 MHz、32 位 ARM7 處理器
• 32 KB 程序閃存和 2 KB 數(shù)據(jù)閃存，帶糾錯(cuò)碼 （ECC）
• 4 KB 數(shù)據(jù) RAM
• 4 KB 引導(dǎo) ROM
• 通信外圍設(shè)備
  • PMBus
  • 串口
  • SPI 系列
  • JTAG （在 UCD3028 中不可用）
• 單電源解決方案：內(nèi)部穩(wěn)壓器控制外部調(diào)整管元件
• 內(nèi)部溫度傳感器
• 最多 5 個(gè)附加定時(shí)器
• 內(nèi)置看門狗、BOD 和 POR
• 80 引腳 QFP （PFC）、64 引腳 QFN （RGC）、48 引腳 QFN （RGZ） 和 40 引腳 QFN （RHA 和 RMH） 封裝產(chǎn)品
• 工作溫度范圍：–40°C 至 125°C
• 應(yīng)用
  • 隔離式 AC-DC 和 DC-DC 電源
  • 功率因數(shù)校正
  • 非隔離式 DC-DC 電源

參數(shù)

一、產(chǎn)品概述

• ?產(chǎn)品系列?：UCD30xx系列數(shù)字電源控制器
• ?型號(hào)?：UCD3040、UCD3028、UCD3020
• ?核心處理器?：基于32位ARM7 RISC CPU，運(yùn)行頻率為31.25 MHz
• ?應(yīng)用領(lǐng)域?：適用于各種數(shù)字電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用，包括AC-DC和DC-DC電源、功率因數(shù)校正（PFC）等

二、主要特性

• ?控制模式?：支持電壓模式、平均電流模式和諧振模式
• ? 數(shù)字脈沖寬度調(diào)制（DPWM） ?：
  • 高達(dá)四個(gè)電壓反饋環(huán)路
  • 高達(dá)八個(gè)高分辨率DPWM輸出
  • DPWM脈沖寬度分辨率達(dá)250 ps
  • DPWM頻率分辨率達(dá)4 ns，最高可達(dá)2 MHz
• ?通信接口?：
  • PMBus接口，支持SMBus和I2C協(xié)議
  • UART接口，支持SCI協(xié)議
  • SPI接口
  • JTAG接口（僅限UCD3040）
• ? 模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC） ?：
  • 12位ADC，采樣速率高達(dá)200 ksps
  • 多達(dá)15個(gè)通道，用于監(jiān)測(cè)電壓、電流和溫度等
• ?數(shù)字補(bǔ)償器?：三極點(diǎn)三零點(diǎn)（3p/3z）數(shù)字補(bǔ)償器，支持非線性控制
• ?保護(hù)和監(jiān)控功能?：包括過壓保護(hù)、過流保護(hù)、欠壓鎖定、熱關(guān)斷、看門狗定時(shí)器等

三、引腳配置與封裝

• ?引腳數(shù)量?：
  • UCD3040：80引腳QFP封裝和64引腳QFN封裝
  • UCD3028：40引腳QFN封裝（RHA和RMH）
  • UCD3020：48引腳QFN封裝（RGZ）和40引腳QFN封裝（RHA和RMH）
• ?主要引腳功能?：
  • ADC輸入引腳：用于連接外部模擬信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)
  • DPWM輸出引腳：用于驅(qū)動(dòng)外部功率開關(guān)
  • 故障輸入引腳：用于接收外部故障信號(hào)
  • 通信接口引腳：包括PMBus、UART、SPI和JTAG引腳

四、電氣特性

• ?供電電壓?：3.3V數(shù)字核心供電和模擬供電
• ?工作溫度范圍?：-40°C至125°C
• ?ADC性能?：
  • 分辨率：12位
  • 轉(zhuǎn)換時(shí)間：4.625 μs
  • 積分非線性（INL）：±4 LSB
  • 微分非線性（DNL）：±2 LSB
• ?DPWM性能?：
  • 分辨率：250 ps（脈沖寬度）和4 ns（頻率）
  • 同步輸入/輸出功能，支持多設(shè)備同步

五、功能描述

• ?數(shù)字控制環(huán)路?：每個(gè)FDPP（Fusion Digital Power Peripheral）包含一個(gè)誤差A(yù)DC、數(shù)字補(bǔ)償器和DPWM模塊，實(shí)現(xiàn)高精度的數(shù)字電源控制
• ?非線性控制?：通過可編程的非線性增益表，實(shí)現(xiàn)更精確的控制效果
• ?故障保護(hù)和監(jiān)控?：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電源系統(tǒng)的各種參數(shù)，如電壓、電流和溫度，提供全面的故障保護(hù)功能
• ?靈活的通信接口?：支持PMBus、UART、SPI和JTAG等多種通信協(xié)議，方便與系統(tǒng)其他部分進(jìn)行通信和控制

六、應(yīng)用信息

• ?典型應(yīng)用?：包括隔離和非隔離的DC-DC轉(zhuǎn)換器、PFC電路等
• ?設(shè)計(jì)指南?：提供了詳細(xì)的設(shè)計(jì)步驟和外部組件選擇指南
• ?參考設(shè)計(jì)?：包括多個(gè)典型應(yīng)用電路，方便用戶快速設(shè)計(jì)和驗(yàn)證電源系統(tǒng)