UCD3138A UCD3138A 用于隔離電源的高度集成數(shù)字控制器

數(shù)據(jù)： UCD3138A 用于隔離電源的高度集成數(shù)字控制器數(shù)據(jù)表 (Rev. A)

描述

UCD3138A是一款德州儀器（TI）數(shù)字電源控制器，此控制器在一個(gè)單芯片解決方案內(nèi)提供高集成度和優(yōu)異的性能。用于提升AC /DC和隔離式的DC /DC應(yīng)用性能并減少信息技術(shù)（IT）并且能夠使用用戶對(duì)相關(guān)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)完全控制，并且能夠在同類解決方案中脫穎而出。與此同時(shí)，德州儀器（TI）致力于通過(guò)提供一流的開發(fā)工具來(lái)簡(jiǎn)化用戶的開發(fā)工作，其中包括應(yīng)用固件，Code Composer Studio?軟件開發(fā)環(huán)境和德州儀器（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)。

UCD3138A控制器的核心是數(shù)字控制環(huán)路外設(shè)，也稱作數(shù)字電源外設(shè)（DPP）。每個(gè)DPP實(shí)現(xiàn)一個(gè)高速數(shù)字控制環(huán)路，此環(huán)路由專用誤差模數(shù)轉(zhuǎn)換器（EADC），基于PID的雙極點(diǎn)/雙零點(diǎn)數(shù)字補(bǔ)償器以及脈寬分辨率為250ps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，PMBus以及UART通信端口。此器件基于一個(gè)32位ARM7TDMI-S精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)（RISC）微控制器，該微控制器可執(zhí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，配置外設(shè)以及管理通信.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，該控制器還新增了了專用電源管理外設(shè)，不僅可在整個(gè)工作范圍內(nèi)保持高效率，而且兼具高集成度（可提高功率密度），高可靠性和最低總系統(tǒng)成本等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能夠靈活支持大量控制方案和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。此類外設(shè)包括：輕負(fù)載突發(fā)模式，同步整流，自動(dòng)模式切換，輸入電壓前饋，銅走線電流感測(cè)，理想二極管仿真，恒定電流/恒定功率控制，同步整流軟開啟和關(guān)閉，峰值電流模式控制，磁通均衡，二次側(cè)輸入電壓感測(cè)，高分辨率電流均流，帶預(yù)偏置電壓的硬件可配置軟啟動(dòng)等。已經(jīng)針對(duì)電壓模式和峰值電流模式受控相移全橋，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)行了解UMP3138A是UCD3138數(shù)字電源控制器的功能變型，相比UCD3138具有顯著改進(jìn)。有關(guān)UCD3138A中的功能改進(jìn)的完整說(shuō)明，請(qǐng)參見(jiàn)。主要改進(jìn)如下：

提高了通用ADC在極低溫度（-40℃）環(huán)境下的精度和性能。

UART外設(shè)新增了基于硬件的自動(dòng)波特率調(diào)整功能。

新增了同步整流死區(qū)優(yōu)化硬件外設(shè)。優(yōu)勢(shì)包括：提高了效率減小了同步整流電壓應(yīng)力縮短了開發(fā)周期

添加了占空比讀取功能，以便改善器件在峰電流模式下的使用。

特性

可對(duì)多達(dá) 3 個(gè)獨(dú)立反饋環(huán)路進(jìn)行數(shù)字控制
- 基于 PID 的專用硬件
- 支持雙極點(diǎn)/雙零點(diǎn)配置
- 非線性控制
帶和不帶預(yù)偏置電壓的軟啟動(dòng)/停止
快速輸入電壓前饋硬件
同步整流死區(qū)優(yōu)化外設(shè)，可與 UCD7138 同步整流驅(qū)動(dòng)器搭配使用
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(guò)度采樣
- 基于硬件的取平均值操作（高達(dá) 8 倍）
- 帶有 4 位抖動(dòng)值的 10 位有效數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC)
- 自適應(yīng)采樣觸發(fā)器定位
多達(dá) 8 個(gè)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
- 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 的切換頻率
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)且平滑的模式切換
- 頻率調(diào)制和 PWM
- 相移調(diào)制和 PWM
- 頻率調(diào)制和相移調(diào)制
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
初級(jí)側(cè)電壓感應(yīng)
銅走線電流感應(yīng)
磁通均衡和相電流均衡
電流共享總線支持
- 平均模式或主從模式
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
- 可編程故障輸入
- 外部故障中斷功能
- 10 個(gè)數(shù)字比較器
- 可編程消隱時(shí)間
多個(gè) UCD3138A 器件間的 DPWM 波形同步
14 通道、12 位、267ksps 通用 ADC
- 可編程平均濾波器
- 雙采樣保持
內(nèi)部溫度傳感器
完全可編程的高性能 31.25MHz、32 位 ARM7TDMI-S 處理器
- 32KB 程序閃存
- 支持糾錯(cuò)碼 (ECC) 的 2KB 數(shù)據(jù)閃存
- 4KB 數(shù)據(jù)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM)
- 可通過(guò) I²C 或通用異步收發(fā)器 (UART) 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)固件引導(dǎo)加載
通信外設(shè)
- I²C / 電源管理總線 (PMBus)
- UCD3138RGC（64 引腳四方扁平無(wú)引線 (QFN)）上有 2 個(gè) UART
- UCD3138ARMH（40 引腳 QFN）上有 1 個(gè) UART
UART 自動(dòng)波特率調(diào)整
具有可選輸入引腳的定時(shí)器捕捉功能
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 引腳和 40 引腳 QFN 封裝
40 引腳 QFN 封裝（通過(guò) ICP9592A T/C 認(rèn)證）
工作溫度范圍：-40°C 至 125°C
調(diào)試接口
- Code Composer Studio （帶 JTAG 接口）
- Fusion Digital Power 設(shè)計(jì)人員GUI 支持

應(yīng)用范圍

電源和電信整流器
功率因數(shù)校正
獨(dú)立的 DC-DC 模塊

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參數(shù) 與其它產(chǎn)品相比?數(shù)字電源隔離式控制器

?
Number of Outputs
Frequency (Max) (kHz)
A/D Channels
Analog Comparators
Communications
Compensator
DPWM Resolution (ps)
GPIOs
No. of Digital Power Peripheral feedback loops
Non-Volatile Memory
Processor
Operating Temperature Range (C)
Pin/Package
?

UCD3138A	UCD3138064A	UCD3138128	UCD3138128A	UCD3138A64
8 ? ?	8 ? ?	8 ? ?	8 ? ?	8 ? ?
2000 ? ?	2000 ? ?	2000 ? ?	2000 ? ?	2000 ? ?
14 ? ?	14 ? ?	14 ? ?	14 ? ?	14 ? ?
7 ? ?	7 ? ?	7 ? ?	7 ? ?	7 ? ?
1 PMBUS 2 UART ? ?	1 I2C 1 PMBUS 2 UART ? ?	1 SPI 2 I2C 2 PMBUS 2 UART ? ?	1 SPI 2 I2C 2 PMBUS 2 UART ? ?	1 SPI 2 I2C 2 PMBUS 2 UART ? ?
2-pole/2-zero (PID hardware) ? ?	2-pole/2-zero (PID hardware) ? ?	2-pole/2-zero (PID hardware) ? ?	2-pole/2-zero (PID hardware) ? ?	2-pole/2-zero (PID hardware) ? ?
250 ? ?	250 ? ?	250 ? ?	250 ? ?	250 ? ?
30 ? ?	30 ? ?	43 ? ?	43 ? ?	43 ? ?
3 ? ?	3 ? ?	3 ? ?	3 ? ?	3 ? ?
2kB (Data) 32kB (Program) ? ?	2kB (Data) 64kB (Program) ? ?	128kB (Program) 2kB (Data) ? ?	128kB (Program) 2kB (Data) ? ?	2kB (Data) 64kB (Program) ? ?
31.25MHz 32-bit ARM7 ? ?	31.25MHz 32-bit ARM7 ? ?	31.25MHz 32-bit ARM7 ? ?	31.25MHz 32-bit ARM7 ? ?	31.25MHz 32-bit ARM7 ? ?
-40 to 125 ? ?	-40 to 125 ? ?	-40 to 125 ? ?	-40 to 125 ? ?	-40 to 125 ? ?
40VQFN 64VQFN ? ?	64VQFN ? ?	80TQFP ? ?	80TQFP ? ?	80TQFP ? ?