UCD3138 系列是德州儀器 （TI） 的數字電源控制器，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） 的 UCD3138x 數字電源控制器相比，UCD3138x 提供 64 kB UCD3138A64 程序閃存（UCD3138128 128 KB）以及 SPI 和第二個 I 等附加通信選項^2^C 端口。多個 32 kB bank 中的程序閃存使設計人員能夠在器件中實現固件的雙映像（例如，一個主映像 + 一個備份映像），并提供使用適當算法從任一 bank 執行的選項。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：UCD3138128， UCD3138A64 用于隔離電源的高集成度數字控制器 數據表.pdf

UCD3138 系列的靈活特性使其適用于各種電源轉換應用。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。UCD3138 系列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足能力。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。

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 - 2 零數字補償器和具有 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 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、LLC 和相移全橋模式切換、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、磁通量平衡、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、 以及其他幾個功能。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、有源鉗位正激轉換器、雙開關正激轉換器以及 LLC 半橋和全橋進行了優化。

特性

• UCD3138 系列的 64 kB 和 128 kB 程序閃存衍生產品
  • 2-32 kB 或 4-32 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）
  • 基于引導閃存的雙內存映像支持“動態”固件更新
• 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
• 高達 16 MSPS 的誤差 A/D 轉換器 （EADC）
  • 可配置分辨率（最小值：1mV/LSB）
  • 高達 8 倍的過采樣和自適應樣品定位
  • 基于硬件的平均（高達 8 倍）
  • 14 位有效基準 DAC
• 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
  • 可調相移和死區
  • 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
• RTC 支持
• 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
• 高效率和輕負載管理
  • 突發模式和理想二極管仿真
  • 同步整流器軟開/關
  • 低 IC 待機功率
• 初級側電壓感應
• 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 UCD3138x 器件之間的 DPWM 波形同步
• 15 通道、12 位、267 ksps 通用 ADC
• 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
  • 8 kB 數據 RAM
  • 4 kB 引導 ROM 使能固件引導加載
• 通信外設，
  • 2 - 我^2^C/PMBus 接口
  • 2 個 UART，1 個 SPI
• 具有可選輸入引腳的定時器捕獲
• 80 引腳 QFP 封裝
• 工作溫度：–40°C 至 125°C

參數

方框圖

1. 產品概述

• ?產品名稱?：UCD3138128 和 UCD3138A64
• ?類型?：用于隔離電源的高集成度數字控制器
• ?特點?：高集成度、可編程、支持多種反饋回路和拓撲結構

2. 主要特性

• ?程序閃存?：
  • UCD3138A64：64kB
  • UCD3138128：128kB
• ?雙內存鏡像支持?：支持“在線”固件更新
• ?數字控制反饋回路?：高達3個獨立反饋回路，帶專用PID硬件
• ?高分辨率DPWM輸出?：
  • 8個DPWM輸出
  • 250ps脈沖寬度分辨率
  • 4ns頻率和相位分辨率
• ?誤差ADC?：高達16MSPS，可配置分辨率和過采樣
• ?通信接口?：
  • 2個I2C/PMBus接口
  • 2個UART接口
  • 1個SPI接口
• ?高性能ARM處理器?：31.25MHz，32位ARM7TDMI-S
• ?工作溫度范圍?：-40°C至125°C

3. 功能與應用

• ?控制模式?：電壓模式、峰值電流模式、恒定電流、恒定功率等
• ?拓撲支持?：正激、反激、半橋、全橋、LLC等
• ?應用領域?：
  • 電源供應器和電信整流器
  • 功率因數校正
  • 隔離DC-DC模塊

4. 技術規格

• ?供電電壓?：
  • 數字電源：3.0V至3.6V
  • 模擬電源：3.0V至3.6V
  • I/O電源：3.3V
• ?ADC特性?：
  • 12位，267ksps
  • 高達15個通道
• ?定時器?：
  • 4個16位定時器
  • 2個24位定時器
  • 1個看門狗定時器
• ?GPIO?：高達43個通用I/O引腳

5. 保護功能

• ?故障保護?：7個模擬比較器，4個數字比較器
• ?循環電流限制?：可編程空白時間和故障計數
• ?外部故障輸入?：支持

6. 封裝與訂購信息

• ?封裝類型?：80引腳QFP
• ?封裝尺寸?：12.00mm × 12.00mm
• ?訂購狀態?：ACTIVE（推薦用于新設計）

7. 文檔與支持

• ?數據表修訂歷史?：初始發布于2014年6月，2017年2月修訂
• ?支持資源?：包括TI E2E?支持論壇、相關技術文檔、工具和軟件
• ?開發支持?：支持Code Composer Studio集成開發環境，提供Fusion Digital Power Designer GUI進行實時調試和監控

UCD3138128 和 UCD3138A64 是高集成度的數字控制器，適用于多種隔離電源應用，提供高性能的電源管理和控制功能。