TI公司的UCD3138是高度集成的數(shù)字電源控制器，能數(shù)字控制三路單獨(dú)的反饋回路，專有的基于PID硬件，2極點(diǎn)/ 2零點(diǎn)配置，非線性控制，高達(dá)16MHz誤差模數(shù)轉(zhuǎn)換器（E ADC），可配置分辨率到1mV / LSB，自動(dòng)分辨率選擇，高達(dá)8x過采樣，14位有效DAC，主要用于電源和通信整流器，功率因速修正和隔離的DC / DC模塊。 UCD3138主要特性，外形圖和評(píng)估板UCD3138PFCEVM-026主要特性，電路圖，材料清單和PCB元件布局圖。

UCD3138是德州儀器（TI）的數(shù)字電源控制器，可在單芯片解決方案中提供卓越的集成度和性能。UCD3138的靈活性使其適用于多種電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用。此外，設(shè)備內(nèi)部的多個(gè)外圍設(shè)備均經(jīng)過專門優(yōu)化，以增強(qiáng)交流/直流和隔離式直流/直流應(yīng)用的性能，并減少IT和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的解決方案組件數(shù)量。

UCD3138是一種完全可編程的解決方案，可為客戶提供對(duì)其應(yīng)用程序的完全控制，以及使他們的解決方案與眾不同的能力。同時(shí)，TI致力于通過提供一流的開發(fā)工具（包括應(yīng)用程序固件Code Composer Studio）來簡化客戶的開發(fā)工作。軟件開發(fā)環(huán)境以及TI的Fusion Power Development GUI，使客戶能夠配置和監(jiān)視關(guān)鍵系統(tǒng)參數(shù)。

UCD3138控制器的核心是數(shù)字控制環(huán)路外設(shè)，也稱為Fusion Digital Power Peripherals（FDPP）。每個(gè)FDPP都實(shí)現(xiàn)了一個(gè)高速數(shù)字控制環(huán)路，該環(huán)路包括一個(gè)專用的誤差模數(shù)轉(zhuǎn)換器（EADC），一個(gè)基于PID的2極– 2零數(shù)字補(bǔ)償器和D PWM輸出具有250 ps的脈沖寬度分辨率。該器件還包含一個(gè)12位，265ksps通用ADC，具有多達(dá)14個(gè)通道，定時(shí)器，中斷控制，JTAG調(diào)試以及PMBus和UART通信端口。該設(shè)備基于32位ARM 7TDMI-S RISC微控制器，該微控制器執(zhí)行

實(shí)時(shí)監(jiān)視，配置外設(shè)并管理通信。ARM微控制器從可編程閃存以及片內(nèi)RAM和ROM中執(zhí)行其程序。

除FDPP外，還添加了特定的電源管理外設(shè)，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)工作范圍內(nèi)的高效率，高集成度，以提高功率密度，可靠性，最低的整體系統(tǒng)成本和高度的靈活性，并支持最廣泛的控制方案和解決方案。拓?fù)洹＿@些外設(shè)包括：輕載突發(fā)模式，同步整流，LLC和移相全橋模式切換，輸入電壓前饋，銅跡線電流感測，理想二極管仿真，恒流恒功率控制，同步整流軟開和關(guān)，峰值電流模式控制，磁通平衡，次級(jí)側(cè)輸入電壓感測，高分辨率電流共享，帶預(yù)偏置的硬件可配置軟啟動(dòng)以及其他多項(xiàng)功能。

UCD3138主要特性：

3個(gè)獨(dú)立的反饋的數(shù)字控制環(huán)的

專用的基于硬件的PID

2極/ 2-零配置

非線性控制

最多至16MHz錯(cuò)誤模數(shù)轉(zhuǎn)換器（EADC）

配置的分辨率小為1mV / LSB

自動(dòng)分辨率選擇

多達(dá)8倍

基于硬件的平均過采樣（最多8倍）

14位有效DAC

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頻率分辨率

4ns相分辨率

可調(diào)輸出之間的相移

可調(diào)死區(qū)之間對(duì)

高達(dá)2MHz的開關(guān)頻率可

配置PWM邊沿運(yùn)動(dòng)

跟蹤調(diào)制

前導(dǎo)調(diào)制

雙邊沿調(diào)制可

配置反饋控制

電壓模式

平均電流模式

峰值電流模式控制

恒定電流

恒定功率可

配置的調(diào)制方法

頻率調(diào)制

相移調(diào)制

脈寬調(diào)制

快速，自動(dòng)和平滑模式切換

頻率調(diào)制和PWM

相移調(diào)制和PWM

高效和輕負(fù)載管理

突發(fā)模式

理想二極管仿真

同步整流器軟開關(guān)

低IC待機(jī)功率

帶/不帶預(yù)偏置的軟啟動(dòng)/停止

快速輸入電壓前饋硬件

初級(jí)側(cè)電壓感應(yīng)

銅跡線電流感應(yīng)

通量和相電流平衡，用于非峰值電流

模式控制應(yīng)用

電流共享總線支持

模擬平均

主/從

功能豐富的故障保護(hù)選項(xiàng)

7個(gè)高速模擬比較

器逐周 期限流

可編程故障計(jì)數(shù)

外部故障輸入

4-10個(gè)數(shù)字比較器

可編程消隱時(shí)間

多個(gè)UCD313x器件之間的DPWM波形同步

具有集成的

可編程平均濾波器的14通道，12位，265 ksps通用ADC

雙采樣和保持

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

32 kByte（kB）程序閃存

2 kB數(shù)據(jù)閃存ECC

4 kB數(shù)據(jù)RAM

4 kB引導(dǎo)ROM通過

I2C或UART

通信外設(shè)

I2C / PMBus在現(xiàn)場啟用固件引導(dǎo)加載

2個(gè)UART

JTAG調(diào)試端口

通過可選輸入引腳捕獲定時(shí)器

多達(dá)5個(gè)

內(nèi)置看門狗的其他通用定時(shí)器：BOD和POR

64引腳QFN和40引腳QFN封裝

工作溫度：–40°C至125°C

Fusion Digital Power GUI支持

UCD3138應(yīng)用：

電源和電信整流器

功率因數(shù)校正

隔離式dc-dc模塊

圖1.UCD3138尺寸圖評(píng)估板UCD3138PFCEVM

-026

該EVM有助于評(píng)估離線電源轉(zhuǎn)換器應(yīng)用中的UCD3138 64針數(shù)字控制設(shè)備，然后輔助其設(shè)計(jì)。EVM是單相交流輸入的獨(dú)立功率因數(shù)校正（PFC）預(yù)調(diào)節(jié)器。EVM UCD3138PFCEVM-026和其控制卡UCD3138CC64EVM-030一起使用，該控制卡也是放置了UCD3138RGC的EVM。

UCD3138PFCEVM-026的EVM與UCD3138CC64EVM-030一起使用時(shí)，無需進(jìn)行任何額外的工作（硬件或固件）即可評(píng)估PFC。UCD3138PFCEVM-026和UCD3138CC64EVM-030還可通過稱為Texas Instruments Fusion Digital Power Designer的GUI操作重新調(diào)整其設(shè)計(jì)參數(shù)，或根據(jù)用戶的定義和開發(fā)重新加載自定義固件。

EVM系統(tǒng)在硬件和固件上均處于單相升壓轉(zhuǎn)換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，但可以重新配置為其他兩種PFC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：雙相交錯(cuò)和無橋，然后可以通過重新加載來進(jìn)行相應(yīng)的操作該相關(guān)的固件。兩種附加拓?fù)涞挠布凸碳乃斜匾砸呀?jīng)開發(fā)并隨發(fā)貨一起提供。請(qǐng)與德州儀器（TI）聯(lián)系以獲得如何進(jìn)行重新配置的說明。

在交付的軟件包中，包括三個(gè)EVM：UCD3138PFCEVM-026，UCD3138CC64EVM-030和USB -TO-GPIO。在同一包裝中，還隨附了《評(píng)估模塊電氣安全指南》的紙質(zhì)版。

本用戶指南從升壓配置的獨(dú)立PFC中的系統(tǒng)操作角度提供了基本評(píng)估指導(dǎo)。

UCD3138PFCEVM-026與UCD3138CC64EVM-030一起使用，是在升壓轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和單相交流輸入應(yīng)用中使用UCD3138器件進(jìn)行數(shù)字控制的PFC預(yù)調(diào)節(jié)器的EVM。

UCD3138器件位于UCD3138CC64EVM-030的板上。UCD3138CC64EVM-030是子卡，具有預(yù)加載的單相升壓PFC固件，可滿足所有PFC所需的控制功能。UCD3138PFCEVM-026接受從90 VAC到264 VAC的通用AC線路輸入，并以滿載輸出功率360 W或滿載電流0.92 A輸出標(biāo)稱390 VDC。

圖2.評(píng)估板UCD3138PFCEVM-026尺寸圖（UCD3138PFCEVM-030插在其上）

評(píng)估板UCD3138PFCEVM-026的主要特性：

?數(shù)控PFC預(yù)調(diào)節(jié)器

?通用交流電源輸入，交流電源頻率為90 VAC至264 VAC，47 Hz到63 Hz

?調(diào)節(jié)輸出390 VDC，輸出從空載到滿載

?滿載功率360 W或滿載電流0.92 A

?在大多數(shù)操作中，高功率因數(shù)接近0.999，THD低于5％條件

?高效

?保護(hù)：

–過壓

–過電流

–掉電

–上電涌入電流

?便于設(shè)備和拓?fù)湓u(píng)估的測試點(diǎn)

?可重新配置為雙相交錯(cuò)式PFC或無橋PFC（請(qǐng)聯(lián)系TI以獲取詳細(xì)信息）

評(píng)估板UCD3138PFCEVM-026應(yīng)用：

?單相通用交流線路的功率因數(shù)校正預(yù)調(diào)節(jié)器

?服務(wù)器

?電信系統(tǒng)

評(píng)估板UCD3138PFCEVM-026電性能指標(biāo)：

圖3.評(píng)估板UCD3138PFCEVM-026電路圖（1）

圖4.評(píng)估板UCD3138PFCEVM-026電路圖（2）

評(píng)估板UCD3138PFCEVM-026材料清單：

圖5.評(píng)估板UCD3138PFCEVM-026一些PCB

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