摘 要
UCD3138 是德州儀器(Texas Instruments)公司推出的最新一代數字電源控制器，于2012 年第一季度正式發布。相比于上一代數字電源控制器UCD30xx，其在諸多方面有著重要改進，功能更加豐富，性能更加強大。本文基于一款采用硬開關全橋（副邊采用全波同步整流）拓撲的開關電源，詳細介紹了UCD3138 的Single Frame 功能和輸入電壓前饋功能。在完成對上述功能理解地同時也可以清楚的了解到UCD3138 的優勢所在。本文的最后部分給出了參考文獻。
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1、Single Frame 功能設計與實現
Single Frame 是一種全新的在副邊完成對原邊輸入電壓檢測的方法。通過該方法可以在副邊直接快速地檢測當前輸入電壓，實現欠壓保護功能，因此無需額外的輸入欠壓保護電路及光耦或數字隔離器。
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1.1 Single Frame 功能介紹
在電源系統未正式運行前，UCD3138 芯片會周期性的發出單個或幾個驅動脈沖，使硬開關全橋工作單個或者多個周期。此時，在變壓器副邊中心抽頭處可以產生出電壓，該電壓與輸入電壓成線性關系，因此通過UCD3138 檢測該點電壓并通過軟件計算后可以得到輸入電壓。基于該計算結果，系統可以判斷輸入電壓是否達到開啟點，以決定是否退出欠壓保護并開始正常運行。
實際應用中，為保證全橋原邊側上管（驅動地為浮地）可以順利導通，通常需要連續發送幾個周期的驅動脈沖。在本文涉及的硬開關全橋中，實際發送了2 個驅動脈沖以保證UCD3138 順利檢測到正確的輸入電壓。
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1.2 硬件電路設計
實現Single Frame 功能的硬件電路比較簡單，如下圖1。VIN_CT 網絡連接到變壓器副邊中心抽頭處，然后通過RC 濾波后連接到UCD3138 的EAP2 引腳。該電路的主要功能是實現變壓器中心抽頭處電壓的濾波及縮放。

圖 1：Single Frame 硬件電路
變壓器的匝比為5:2:2 。EAP2 處電壓與輸入電壓的關系為：

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1.3 軟件設計
實現Single Frame 功能的軟件設計包括了驅動信號的配置和電壓采集及轉換等兩個部分，其中第一個部分是核心配置。下面著重討論第一部分。
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1. 開關周期的設定
下面代碼設定了開關周期為5us，即200KHz。計算公式為：

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#define PERIOD???????????? (20000)
Dpwm0Regs.DPWMPRD.all = PERIOD;
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2. 單脈沖長度的設定
下面代碼完成了單脈沖脈寬長度的設定， 包含了死區的設置。該代碼設置的時間寬度為

。即一個周期內輸出兩個脈寬長度皆為651ns 的脈沖。
Dpwm0Regs.DPWMEV1.all = 20;
Dpwm0Regs.DPWMEV2.all = 2625;
Dpwm0Regs.DPWMEV3.all = 20 + 10000;
Dpwm0Regs.DPWMEV4.all = 2625 + 10000;
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