ZHCSCX7B June   2014  – February 2017 UCD3138128 , UCD3138A64

PRODUCTION DATA.  

  1. 1 特性
  2. 2 应用范围
  3. 3 修订历史记录
  4. 4 说明
  5. 5 产品系列比较
  6. 6 Product Feature Overview
  7. 7 Pin Configuration and Functions
  8. 8 Specifications
    1. 8.1  Absolute Maximum Ratings
    2. 8.2  Handling Ratings
    3. 8.3  Recommended Operating Conditions
    4. 8.4  Thermal Information
    5. 8.5  Electrical Characteristics
    6. 8.6  Timing Characteristics
    7. 8.7  PMBUS/SMBUS/IC Timing2
    8. 8.8  Timing Requirements
    9. 8.9  Power On Reset (POR) / Brown Out Detect (BOD)
    10. 8.10 Typical Clock Gating Power Savings
    11. 8.11 Typical Characteristics
  9. 9 Detailed Description
    1. 9.1 Overview
      1. 9.1.1 ARM Processor
      2. 9.1.2 Memory
    2. 9.2 Functional Block Diagram
    3. 9.3 Feature Description
      1. 9.3.1  System Module
        1. 9.3.1.1 Address Decoder (DEC)
        2. 9.3.1.2 Memory Management Controller (MMC)
        3. 9.3.1.3 System Management (SYS)
        4. 9.3.1.4 Central Interrupt Module (CIM)
      2. 9.3.2  Peripherals
        1. 9.3.2.1 Digital Power Peripherals
          1. 9.3.2.1.1 Front End
          2. 9.3.2.1.2 DPWM Module
          3. 9.3.2.1.3 DPWM Events
          4. 9.3.2.1.4 High Resolution DPWM
          5. 9.3.2.1.5 Over Sampling
          6. 9.3.2.1.6 DPWM Interrupt Generation
          7. 9.3.2.1.7 DPWM Interrupt Scaling/Range
      3. 9.3.3  Automatic Mode Switching
        1. 9.3.3.1 Phase Shifted Full Bridge Example
        2. 9.3.3.2 LLC Example
        3. 9.3.3.3 Mechanism For Automatic Mode Switching
      4. 9.3.4  DPWMC, Edge Generation, Intramux
      5. 9.3.5  Filter
        1. 9.3.5.1 Loop Multiplexer
        2. 9.3.5.2 Fault Multiplexer
      6. 9.3.6  Communication Ports
        1. 9.3.6.1 SCI (UART) Serial Communication Interface
        2. 9.3.6.2 PMBUS/I2C
        3. 9.3.6.3 SPI
      7. 9.3.7  Real Time Clock
      8. 9.3.8  Timers
        1. 9.3.8.1 24-Bit Timer
        2. 9.3.8.2 16-Bit PWM Timers
        3. 9.3.8.3 Watchdog Timer
      9. 9.3.9  General Purpose ADC12
      10. 9.3.10 Miscellaneous Analog
      11. 9.3.11 Brownout
      12. 9.3.12 Global I/O
      13. 9.3.13 Temperature Sensor Control
      14. 9.3.14 I/O Mux Control
      15. 9.3.15 Current Sharing Control
      16. 9.3.16 Temperature Reference
    4. 9.4 Device Functional Modes
      1. 9.4.1 DPWM Modes Of Operation
        1. 9.4.1.1 Normal Mode
        2. 9.4.1.2 Phase Shifting
        3. 9.4.1.3 DPWM Multiple Output Mode
        4. 9.4.1.4 DPWM Resonant Mode
      2. 9.4.2 Triangular Mode
      3. 9.4.3 Leading Edge Mode
    5. 9.5 Register Maps
      1. 9.5.1 CPU Memory Map And Interrupts
        1. 9.5.1.1 Memory Map (After Reset Operation)
        2. 9.5.1.2 Memory Map (Normal Operation)
        3. 9.5.1.3 Memory Map (System And Peripherals Blocks)
      2. 9.5.2 Boot ROM
      3. 9.5.3 Customer Boot Program
      4. 9.5.4 Flash Management
    6. 9.6 Synchronous Rectifier MOSFET Ramp And IDE Calculation
  10. 10Applications and Implementation
    1. 10.1 Application Information
    2. 10.2 Typical Application
      1. 10.2.1 Design Requirements
      2. 10.2.2 Detailed Design Procedure
        1. 10.2.2.1 PCMC (Peak Current Mode Control) PSFB (Phase Shifted Full Bridge) Hardware Configuration Overview
        2. 10.2.2.2 DPWM Initialization for PSFB
        3. 10.2.2.3 DPWM Synchronization
        4. 10.2.2.4 Fixed Signals to Bridge
        5. 10.2.2.5 Dynamic Signals to Bridge
      3. 10.2.3 System Initialization for PCM
        1. 10.2.3.1 Use of Front Ends and Filters in PSFB
        2. 10.2.3.2 Peak Current Detection
        3. 10.2.3.3 Peak Current Mode (PCM)
      4. 10.2.4 Application Curves
  11. 11Power Supply Recommendations
  12. 12Layout
    1. 12.1 Device Grounding and Layout Guidelines
    2. 12.2 Layout Examples
  13. 13器件和文档支持
    1. 13.1 器件支持
      1. 13.1.1 开发支持
    2. 13.2 文档支持
      1. 13.2.1 相关链接
      2. 13.2.2 相关文档　
        1. 13.2.2.1 参考文档
    3. 13.3 商标
    4. 13.4 静电放电警告
    5. 13.5 Glossary
  14. 14机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

1 特性

  • UCD3138 系列的 64kB 和 128kB 程序闪存衍生器件
    • 2-32kB 或 4-32kB 编程闪存存储器组
    • 支持从组 1 执行，同时对其它组进行编程
    • 在不关闭电源的情况下，能够更新固件
    • 与 UCD3138 (+1 SPI，+1 I2C) 相对的额外通信端口
    • 基于引导闪存的双存储器映像支持“高速”固件更新
  • 可对多达 3 个独立式反馈环路的数字控制
    • 专用的基于 PID 的硬件
    • 2 极 / 2 零可配置、非线性控制
  • 高达 16MSPS 误差 A/D 转换器 (EADC)
    • 可配置分辨率（最小值：1mV/LSB）
    • 高达 8 倍过采样和自适应采样定位
    • 基于硬件的取平均值操作（高达 8x）
    • 14 位高效参考数模转换器 (DAC)
  • 高达 8 个高分辨率数字脉宽已调制 (DPWM) 输出
    • 脉宽分辨率为 250ps
    • 4ns 频率和相位分辨率
    • 可调相移和死区
    • 逐周期占空比匹配
    • 高达 2MHz 开关频率
  • 可配置后缘/前缘/三角调制
  • 实时时钟 (RTC) 支持
  • 可配置的反馈控制
    • 电压、平均电流和峰值电流模式控制
    • 恒定电流、恒定功率
  • 可配置 FM，相移调制和脉宽调制 (PWM)
  • 快速，自动和平滑模式开关
    • 频率调制和 PWM
    • 相移调制和 PWM
  • 高效和轻负载管理
    • 突发模式 & 理想的二极管仿真
    • 同步镇流器软启动/关闭
    • 低集成电路 (IC) 待机功率
  • 初级侧电压感应
  • 电流共享（平均 & 主/从）
  • 特有丰富的故障保护选项
    • 7 个模拟 / 4 个数字比较器，
    • 逐周期电流限制
    • 可编程消隐时间和故障计数
    • 外部故障输入
  • 多个 UCD3138x 器件间的 DPWM 波形同步
  • 15 通道，12 位，267ksps 通用 ADC
  • 内部温度传感器
  • 完全可编程高性能 31.25MHz，32 位 ARM7TDMI-S 处理器
    • 64kB 程序闪存（2-32kB 组）
    • 具有纠错码 (ECC) 的 2kB 数据闪存
    • 8kB 数据 RAM
    • 4kB 引导 ROM 支持固件引导加载
  • 通信外设，
    • 2 个 I2C/PMBus 接口
    • 2 个 UART，1 个 SPI
  • 具有可选输入引脚的定时器捕捉
  • 80 引脚四方扁平 (QFP) 封装
  • 工作温度范围：-40°C 至 125℃

2 应用范围

  • 电源和电信整流器
  • 功率因数校正
  • 独立的 DC-DC 模块
  • 具有峰值电流模式控制、逻辑链路控制 (LLC)、硬开关全桥拓扑 (HSFB)、前馈等功能的移相全桥

典型 应用 与工具

UCD3138128 UCD3138A64 fp_lusbz8.gif

3 修订历史记录

Changes from A Revision (June 2014) to B Revision

  • Changed Device Grounding and Layout Guidelines. Go

Changes from * Revision (June 2014) to A Revision

  • 添加了器件 UCD313128 Go
  • 将特性从“64kB 程序闪存衍生器件” 更改为“64kB 和 128kB 编程闪存衍生器件...”Go
  • 已将特性从：2-32kB 编程闪存存储器组更改为：2-32kB 或 4-32kB 编程闪存存储器组Go
  • 已添加特性：“基于引导闪存的双存储器...”Go
  • 已将特性从：4kB 数据 RAM 更改为：8kB 数据 RAMGo
  • 已将特性从：“8kB 引导 ROM 支持...” 更改为：“4kB 引导 ROM 支持...”Go
  • 在整个文档中将 UCD3138A64 更改为 UCD3138xGo
  • 更改了“产品系列比较”表Go
  • Changed title From: POWER ON RESET AND BROWN OUT (V33D pin, See Figure 3) To: POWER ON RESET AND BROWN OUT (V33A pin, See Figure 3)Go
  • Changed title From: POWER ON RESET AND BROWN OUT (V33A pin, See Figure 3) To: POWER ON RESET AND BROWN OUT (V33A pin, See Figure 3)Go
  • Changed From: V33D To: V33A in the definitions list following Figure 3 Go
  • Changed paragraph 2 of the Memory section From: 2048x32-bit Boot ROM To: 1024x32-bit Boot ROM Go
  • Changed text in the Memory section description From: The availability of 64 kB of program Flash memory in 2-32 kB banks, enables the designers to implement dual images To: The availability of 64 kB or 128 kB of program Flash memory in 2-32 kB or 4-32 kB banks, enables the designers to implement multiple imagesGo
  • Added a 2 new paragraphs to the end of the Memory section description.Go
  • Changed the Memory Map (After Reset Operation) to include Program Flash 2 and Program Flash 3 Go
  • Changed the Memory Map (Normal Operation) to include Program Flash 2 and Program Flash 3 Go
  • Added Figure 36 Go

4 说明

UCD3138 系列是一款德州仪器 (TI) 数字电源控制器，此控制器在一个单芯片解决方案内提供高集成度和出色性能。相对于德州仪器 (TI) 的 UCD3138x 数字电源控制器，UCD3138x 中的 UCD3138A64 可提供 64kB 程序闪存存储器（UCD3138128 可提供 128KB 程序闪存存储器），以及 SPI 和另一个 I2C 端口等其他通信选件。利用多个 32kB 组内的程序闪存存储器，设计人员能够在器件中实施固件的双镜像（例如，一个主镜像 + 一个备用镜像），并能够选择使用适当算法从任一组中执行。它还为处理器创造了独一无二的机会来载入一个新程序并随后执行该程序，而不会中断电力输送。该特性使得最终用户能够现场为电源添加新 特性， 同时消除了载入新程序所需的任何停机时间。

UCD3138 系列灵活的特性使得此器件适用于广泛的电源转换 优化。此外，器件内的多种外设已经过专门优化，用于提升 AC/DC 和隔离式 DC/DC 应用 性能并减少信息技术 (IT) 和网络基础设施空间内的解决方案组件数量。UCD3138 系列是完全可编程解决方案，此方案可以使用户对相关应用实现完全控制，同时还能够区分他们的解决方案。与此同时，德州仪器 (TI) 致力于通过提供一流的开发工具来简化用户的开发工作，其中包括应用固件，Code Composer StudioTM 软件开发环境和德州仪器 (TI) 的整合电源开发 GUI，这使得用户能够配置和监控关键系统参数。

控制器内核上是数字电源外设 (DPP)。每个 DPP 执行一个高速数字控制环路，此环路由一个专用误差模数转换器 (EADC)，一个基于 PID 的 2 极 - 2 零数字补偿器和脉宽分辨率为 250ps 的 DPWM 输出组成。此器件还包含一个 12 位，267ksps 通用 ADC，此 ADC 具有多达 15 个通道、定时器、中断控制、PMBus，I2C，SPI 以及 UART 通信端口。此器件基于一个执行实时监控、配置外设且管理通信的 32 位 ARM7TDMI-S 精简指令集计算机 (RISC) 微控制器。ARM 微控制器从可编程闪存存储器以及片载 RAM 和 ROM 里执行它的程序。

除了 DPP，特定电源管理外设已被添加以便在全部运行范围内启用高效、针对增加的功率密度的高集成度、可靠性、和最低总体系统成本以及支持最广泛控制体系和拓扑数量的高灵活性。此类外设包括：轻负载突发模式、同步整流、LLC 和移相全桥模式开关、输入电压前馈、覆铜线迹电流感应、理想的二极管仿真、恒定电流恒定功率控制、同步整流软导通和关断、峰值电流模式控制、磁通量均衡、次级侧输入电压感应、高分辨率电流共享、具有预偏置的硬件可配置软启动以及几个其他 功能。已经针对电压模式和峰值电流模式受控相移全桥、单双相位功率因数校正 (PFC)、无桥 PFC、硬开关全桥和半桥、有源钳位正向转换器、双开关正向转换器、以及 LLC 半桥和全桥进行了拓扑支持优化。

器件信息(1)

产品型号 封装 封装尺寸（标称值）
UCD3138128 TQFP (80) 12.00mm x 12.00mm
UCD3138A64
(1) 如需详细订购信息，请查看本数据表结尾的机械、封装和可订购信息部分。