SN3138064A 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。與德州儀器 （TI） UCD3138數字電源控制器 （） 相比，該 SN3138064A 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 存儲區提供，使設計人員能夠在設備中實現固件的雙映像（例如，一個主映像 + 一個備份映像），并靈活地使用適當的算法從任一存儲體執行。它還為處理器創造了獨特的機會，可以在不中斷電力輸送的情況下加載新程序并隨后執行該程序。此功能允許最終用戶在現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：UCD3138064A 用于隔離電源的高度集成數字控制器 數據表.pdf

SN3138064A 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。SN3138064A 是一種完全可編程的解決方案，使客戶能夠完全控制其應用，并具有充分的能力來區分其解決方案。同時，TI 致力于通過提供一流的開發工具（包括應用固件、Code Composer Studio）來簡化客戶的開發工作^TM^軟件開發環境以及 TI 的 Fusion Power Development GUI，使客戶能夠配置和監控關鍵系統參數。

SN3138064A控制器的核心是數字電源外設 （DPP）。每個 DPP 都實現了一個高速數字控制回路，包括一個專用的誤差模數轉換器 （EADC）、一個基于 PID 的 2 極點/通用 ADC，具有多達 14 個通道2-zero 數字補償器和具有 250 ps 脈寬分辨率的 DPWM 輸出。該器件還包含一個具有多達 14 個通道的 12 位、267ksps 通用 ADC、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、高分辨率電流共享、帶預偏置的硬件可配置軟啟動，以及其他一些功能。拓撲支持已針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 半橋和全橋進行了優化。

SN3138064A 是 SN3138064A 數字電源控制器的功能變體，與UCD3138064相比有了顯著改進。有關在SN3138064A中所做的完整更改的說明，請參閱 。主要改進包括：

通用 ADC 經過改進，在極冷溫度 （–40°C） 下具有更好的精度和性能。

UART 外設已經過修改，包括基于硬件的自動波特率調整功能。

特性

• 64 kB UCD3138 系列程序閃存衍生產品
  • 2-32 kB 程序閃存存儲體
  • 支持從 1 個 SoundBank 執行，同時對另一個 SoundBank 進行編程
  • 能夠在不關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）
• 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 零可配置
  • 非線性控制
• 軟啟動/停止，帶和不帶 Prebias
• 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 的誤差 A/D 轉換器 （EADC）
  • 可配置分辨率低至 1 mV/LSB
  • 高達 8 倍的過采樣
  • 基于硬件的平均（高達 8 倍）
  • 具有 4 位抖動的 14 位有效 DAC
  • 自適應扳機定位
• 多達 8 個高分辨率數字脈寬調制 （DPWM） 輸出
  • 250 ps 脈寬分辨率
  • 4 ns 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 2 MHz 的開關頻率
• 可配置的尾隨/前導/三角調制
• 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、相移調制和 PWM
• 快速、自動和平穩的模式切換
  • 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
  • 低設備待機功率
• 初級側電壓感應
• 磁通量和相電流平衡
• 當前份額（平均和主/從）
• 功能豐富的故障保護選項
  • 7 個模擬 / 4 個數字比較器
  • 逐周期電流限制
  • 可編程消隱時間和故障計數
  • 外部故障輸入
• 多個 UCD3138064A 和 SN3138064A 器件之間的 DPWM 波形同步
• 14 通道、12 位、267 ksps 通用 ADC，集成
  • 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 31.25 MHz、32 位 ARM7TDMI-S 處理器
  • 64 kB 程序閃存（2-32 kB 庫）
  • 帶 ECC 的 2 kB 數據閃存
  • 4 kB 數據 RAM
  • 8 kB 引導 ROM
  • 通過 I 在現場啟動加載固件^2^C 或 UART
• 通信外圍設備
  • 1 - 我^2^C/PMBus，1 - I^2^C（僅限主模式）
  • 2 個 UART
  • 1 - SPI
• UART 自動波特率調整
• 具有可選輸入引腳的定時器捕獲
• 內置看門狗：BOD 和 POR
• 工作溫度：–40°C 至 +125°C
• 調試接口
  • Code Composer 工作室^TM^帶 JTAG 接口
  • Fusion 數字電源^TM^Designer GUI 支持

參數

方框圖

1. 產品概述

• ?型號?：UCD3138064A
• ?類型?：高度集成數字控制器
• ?應用?：適用于隔離電源、電源因數校正、隔離DC-DC模塊等
• ?特點?：64kB程序閃存、ARM7TDMI-S處理器、多通道數字PWM輸出等

2. 主要特性

• ?高集成度?：集成了數字電源控制、通信接口、ADC等多種功能
• ?高性能?：基于32位ARM7TDMI-S處理器，運行頻率高達31.25MHz
• ?多通道控制?：支持多達3個獨立反饋環路，每個環路均可配置為電壓、平均電流或峰值電流模式
• ?高精度ADC?：14位267ksps通用ADC，1mV/LSB分辨率，支持過采樣和硬件平均
• ?高分辨率PWM?：8個高分辨率數字PWM輸出，250ps脈沖寬度分辨率
• ?靈活配置?：支持多種工作模式（如Burst模式、理想二極管仿真等），可通過固件靈活配置

3. 功能描述

• ?數字電源控制?：采用PID控制器，支持非線性控制，可快速響應輸入電壓變化
• ?同步整流優化?：內置同步整流死區時間優化功能，提高轉換效率
• ?自動模式切換?：支持自動在多種工作模式間切換，以適應不同負載條件
• ?故障保護?：提供多種故障保護功能，包括過流保護、過壓保護、欠壓保護等
• ?通信接口?：支持I2C、SPI、UART等多種通信接口，便于系統集成和監控

4. 應用領域

• ?隔離電源?：如DC-DC轉換器、AC-DC電源等
• ?電源因數校正?：提高電力電子設備的電源因數
• ?工業控制?：需要高精度、高可靠性電源控制的工業應用

5. 典型應用

• ?相位偏移全橋轉換器?：通過UCD3138064A實現高效、穩定的相位偏移全橋DC-DC轉換
• ?LLC諧振轉換器?：利用UCD3138064A的自動模式切換功能，優化LLC諧振轉換器在不同負載條件下的效率

6. 設計指南

• ?電源設計?：提供詳細的電源設計指南，包括輸入電容、輸出電容、MOSFET選型等
• ?布局建議?：給出PCB布局建議，以最小化噪聲干擾和提高系統穩定性
• ?固件開發?：支持通過Code Composer Studio等開發工具進行固件開發，提供豐富的編程接口和示例代碼