TI公司的UCD3138是高度集成的數字電源控制器，能數字控制三路單獨的反饋回路，專有的基于PID硬件，2極點/ 2零點配置，非線性控制，高達16MHz誤差模數轉換器（E ADC），可配置分辨率到1mV / LSB，自動分辨率選擇，高達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換應用。此外，設備內部的多個外圍設備均經過專門優化，以增強交流/直流和隔離式直流/直流應用的性能，并減少IT和網絡基礎設施領域的解決方案組件數量。

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

UCD3138控制器的核心是數字控制環路外設，也稱為Fusion Digital Power Peripherals（FDPP）。每個FDPP都實現了一個高速數字控制環路，該環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D PWM輸出具有250 ps的脈沖寬度分辨率。該器件還包含一個12位，265ksps通用ADC，具有多達14個通道，定時器，中斷控制，JTAG調試以及PMBus和UART通信端口。該設備基于32位ARM 7TDMI-S RISC微控制器，該微控制器執行

實時監視，配置外設并管理通信。ARM微控制器從可編程閃存以及片內RAM和ROM中執行其程序。

除FDPP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，最低的整體系統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。拓撲。這些外設包括：輕載突發模式，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，峰值電流模式控制，磁通平衡，次級側輸入電壓感測，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多項功能。

UCD3138主要特性：

3個獨立的反饋的數字控制環的

專用的基于硬件的PID

2極/ 2-零配置

非線性控制

最多至16MHz錯誤模數轉換器（EADC）

配置的分辨率小為1mV / LSB

自動分辨率選擇

多達8倍

基于硬件的平均過采樣（最多8倍）

14位有效DAC

多達8個高分辨率數字脈寬調制（DPWM）輸出

250ps脈寬分辨率

4ns頻率分辨率

4ns相分辨率

可調輸出之間的相移

可調死區之間對

高達2MHz的開關頻率可

配置PWM邊沿運動

跟蹤調制

前導調制

雙邊沿調制可

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

配置的調制方法

頻率調制

相移調制

脈寬調制

快速，自動和平滑模式切換

頻率調制和PWM

相移調制和PWM

高效和輕負載管理

突發模式

理想二極管仿真

同步整流器軟開關

低IC待機功率

帶/不帶預偏置的軟啟動/停止

快速輸入電壓前饋硬件

初級側電壓感應

銅跡線電流感應

通量和相電流平衡，用于非峰值電流

模式控制應用

電流共享總線支持

模擬平均

主/從

功能豐富的故障保護選項

7個高速模擬比較

器逐周 期限流

可編程故障計數

外部故障輸入

4-10個數字比較器

可編程消隱時間

多個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數據閃存ECC

4 kB數據RAM

4 kB引導ROM通過

I2C或UART

通信外設

I2C / PMBus在現場啟用固件引導加載

2個UART

JTAG調試端口

通過可選輸入引腳捕獲定時器

多達5個

內置看門狗的其他通用定時器：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應用：

電源和電信整流器

功率因數校正

隔離式dc-dc模塊

圖1.UCD3138尺寸圖評估板UCD3138PFCEVM

-026

該EVM有助于評估離線電源轉換器應用中的UCD3138 64針數字控制設備，然后輔助其設計。EVM是單相交流輸入的獨立功率因數校正（PFC）預調節器。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，無需進行任何額外的工作（硬件或固件）即可評估PFC。UCD3138PFCEVM-026和UCD3138CC64EVM-030還可通過稱為Texas Instruments Fusion Digital Power Designer的GUI操作重新調整其設計參數，或根據用戶的定義和開發重新加載自定義固件。

EVM系統在硬件和固件上均處于單相升壓轉換器的拓撲結構中，但可以重新配置為其他兩種PFC拓撲結構：雙相交錯和無橋，然后可以通過重新加載來進行相應的操作該相關的固件。兩種附加拓撲的硬件和固件的所有必要性已經開發并隨發貨一起提供。請與德州儀器（TI）聯系以獲得如何進行重新配置的說明。

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

本用戶指南從升壓配置的獨立PFC中的系統操作角度提供了基本評估指導。

UCD3138PFCEVM-026與UCD3138CC64EVM-030一起使用，是在升壓轉換器拓撲結構和單相交流輸入應用中使用UCD3138器件進行數字控制的PFC預調節器的EVM。

UCD3138器件位于UCD3138CC64EVM-030的板上。UCD3138CC64EVM-030是子卡，具有預加載的單相升壓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輸出標稱390 VDC。

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

評估板UCD3138PFCEVM-026的主要特性：

?數控PFC預調節器

?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

?調節輸出390 VDC，輸出從空載到滿載

?滿載功率360 W或滿載電流0.92 A

?在大多數操作中，高功率因數接近0.999，THD低于5％條件

?高效

?保護：

–過壓

–過電流

–掉電

–上電涌入電流

?便于設備和拓撲評估的測試點

?可重新配置為雙相交錯式PFC或無橋PFC（請聯系TI以獲取詳細信息）

評估板UCD3138PFCEVM-026應用：

?單相通用交流線路的功率因數校正預調節器

?服務器

?電信系統

評估板UCD3138PFCEVM-026電性能指標：

圖3.評估板UCD3138PFCEVM-026電路圖（1）

圖4.評估板UCD3138PFCEVM-026電路圖（2）

評估板UCD3138PFCEVM-026材料清單：

圖5.評估板UCD3138PFCEVM-026一些PCB

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