UCD3138A 是德州儀器 （TI） 的一款數字電源控制器，在單芯片解決方案中提供卓越的集成度和性能。UCD3138A 的柔韌性使其適用于各種功率轉換應用。此外，該器件內部的多個外設經過專門優化，可增強 AC-DC 和隔離式 DC-DC 應用的性能，并減少 IT 和網絡基礎設施領域的解決方案組件數量。

UCD3138A控制器是一種完全可編程的解決方案，可為客戶提供對其應用的完全控制，以及使其解決方案脫穎而出的充分能力。同時，TI 致力于通過提供一流的開發工具來簡化客戶的開發工作，這些工具包括應用固件、Code Composer Studio? 軟件開發環境以及 TI 的電源開發 GUI，使客戶能夠配置和監控關鍵系統參數。

*附件：UCD3138A 用于隔離電源的高集成度數字控制器 數據表.pdf

UCD3138A控制器的核心是數字控制回路外設，也稱為數字電源外設 （DPP）。每個 DPP 都實現了一個高速數字控制回路，該回路由一個專用誤差模數轉換器 （EADC）、一個基于 PID 的 2 極點 2 零數字補償器和具有 250 ps 脈寬分辨率的 DPWM 輸出組成。該器件還包含一個 12 位、267ksps 通用 ADC，具有多達 14 個通道、定時器、中斷控制、PMBus 和 UART 通信端口。該器件基于 32 位 ARM7TDMI-S RISC 微控制器，可執行實時監控、配置外設和管理通信。ARM 微控制器從可編程閃存以及片上 RAM 和 ROM 中執行其程序。

除了 DPP 之外，還添加了特定的電源管理外設，以實現整個工作范圍內的高效率、高集成度以提高功率密度、可靠性和最低的整體系統成本，以及支持最廣泛的控制方案和拓撲的高靈活性。此類外設包括：輕負載突發模式、同步整流、自動模式切換、輸入電壓前饋、銅跡線電流感應、理想二極管仿真、恒流恒功率控制、同步整流軟開和關、峰值電流模式控制、磁通平衡、次級側輸入電壓感應、高分辨率均流、帶預偏置的硬件可配置軟啟動作，以及其他一些功能。該器件優化了對電壓模式和峰值電流模式控制的相移全橋、單相和雙相 PFC、無橋 PFC、硬開關全橋和半橋以及 LLC 半橋和全橋的拓撲支持。

UCD3139A 是 UCD3138A 數字電源控制器的功能變體，與UCD3138設備相比有重大改進。

特性

• 多達 3 個獨立反饋回路的數字控制
  • 基于 PID 的專用硬件
  • 2 極，2 零位可配置
  • 非線性控制
• 帶和不帶預偏置的軟啟動和軟停止
• 快速輸入電壓前饋硬件
• 與 UCD7138 同步整流器驅動器配合使用的同步整流器死區時間優化外設
• 高達 16 MHz 誤差的模數轉換器 （EADC）
  • 可配置分辨率低至 1 mV/LSB
  • 自動分辨率選擇
  • 高達 8× 過采樣
  • 基于硬件的平均（高達 8×）
  • 具有 4 位抖動的 10 位有效 DAC
  • 自適應采樣觸發定位
• 多達 8 個高分辨率數字脈寬調制 （DPWM） 輸出
  • 250ps 脈寬分辨率
  • 4ns 頻率和相位分辨率
  • 輸出之間的可調相移
  • 可調節的線對之間的死區
  • 逐周期占空比匹配
  • 高達 2MHz 的開關頻率
• 可配置的 PWM 邊沿移動
  • 尾隨調制
  • 領先調制
  • 三角調制
• 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
  • 恒流
  • 恒定功率
• 可配置的調制方法
  • 調頻
  • Phase-Shift Modulation
  • Pulse Width Modulation
• 快速、自動和平滑的模式切換
  • 頻率調制和 PWM
  • 相移調制和 PWM
  • 頻率調制和相移調制
• 高效率和輕負載管理
  • Burst Mode
  • 理想二極管仿真
  • 同步整流器軟開/關
  • 低 IC 待機功率
• 初級側電壓感應
• 銅跡線電流感應
• 磁通量和相電流平衡
• 當前共享總線支持
  • Average 或 Master and Slave
• 功能豐富的故障保護選項
  • 7 高速模擬比較器
  • 逐周期電流限制
  • 可編程故障
  • 外部故障能力
  • 10 個數字比較器
  • 可編程消隱時間
• 多個 UCD3138A 設備之間的 DPWM 波形同步
• 14 通道、12 位、267ksps 通用 ADC
  • 可編程平均濾波器
  • 雙采樣和保持
• 內部溫度傳感器
• 完全可編程的高性能 31.25MHz、32 位 ARM7TDMI-S 處理器
  • 32 KB 程序閃存
  • 2 KB 數據閃存，帶 ECC
  • 4 KB 數據 RAM
  • 通過 PMBus 或 UART 在現場進行固件引導加載
• 通信外圍設備
  • PMBus
  • 1 串
• UART 自動波特率調整
• 具有可選輸入引腳的定時器捕獲
• 多達 5 個額外的通用定時器
• 內置看門狗：BOD 和 POR
• 64 引腳 QFN 和 40 引腳 QFN 封裝
• 工作溫度：–40°C 至 +125°C
• 調試接口
  • 帶 JTAG 接口的 Code Composer Studio
  • Fusion Digital Power Designer GUI 支持

參數

方框圖

1. 產品概述

• ?產品名稱?：UCD3138A
• ?類型?：高集成度數字控制器，專為隔離電源設計
• ?核心處理器?：基于32位ARM7TDMI-S?RISC微控制器
• ?主要特點?：支持多達3個獨立反饋環路控制，具有高精度ADC、DPWM輸出、多種保護功能和通信接口

2. 應用領域

• ?電源供應?：適用于電信整流器、功率因數校正（PFC）等
• ?隔離DC-DC模塊?：提供高性能和集成度，減少解決方案組件數量

3. 功能描述

• ?自動模式切換?：支持頻率調制、相位調制和脈沖寬度調制之間的平滑切換
• ?同步整流器死區優化?：通過UCD7138同步整流器驅動器優化死區時間
• ?高效輕載管理?：包括突發模式、理想二極管仿真和同步整流器軟開關功能
• ?初級側電壓感測?：實現高效的電壓控制和保護

4. 電氣特性

• ?工作溫度范圍?：-40°C至+125°C
• ?供電電壓?：3.3V（數字核心和I/O）
• ?內部振蕩器頻率?：240MHz至260MHz
• ?閃存和RAM?：32KB程序閃存、2KB數據閃存（帶ECC）、4KB數據RAM

5. 封裝與尺寸

• ?封裝類型?：64引腳QFN（9mm x 9mm）和40引腳QFN（6mm x 6mm）

6. 文檔支持

• 提供詳細的數據表、應用曲線、布局指南、設計支持文檔和相關鏈接
• 包括數字電源外設程序員手冊、監控和通信程序員手冊、ARM和數字系統程序員手冊等

7. 注意事項

• 在設計電路時，需特別注意熱設計和電磁兼容性（EMC）
• 使用推薦的外部元件和布局指南以獲得最佳性能
• 確保在所有操作條件下不超過絕對最大額定值