TI基于UCD3138的高整合度新一代数字电源方案

P R O D U C T P R E V I E WUCD3138用于隔离式电源的高集成数字控制器Data ManualPRODUCT PREVIEW information concerns products in the formative or design phase of development.Characteristic data and otherspecifications are design goals.Texas Instruments reserves the right to change or discontinue these products without notice.Literature Number:ZHCS429March 2012PRODUCT PREVIEW UCD3138 ZHCS429–MARCH2012内容1介绍 (6)1.1特性 (6)1.2应用范围 (7)2概览 (7)2.1说明 (7)2.2订购信息 (8)2.3产品选择矩阵 (8)2.4功能方框图 (9)2.5UCD313864QFN–引脚分配 (10)2.6引脚功能 (11)2.7UCD313840QFN–引脚分配 (13)2.8引脚功能 (14)3Electrical Specifications (15)3.1ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS (15)3.2THERMAL INFORMATION (15)3.3RECOMMENDED OPERATING CONDITIONS (15)3.4ELECTRICAL CHARACTERISTICS (15)3.5PMBus/SMBus/I2C Timing (19)3.6Power On Reset(POR)/Brown Out Reset(BOR) (20)3.7Typical Clock Gating Power Savings (21)4Functional Overview (22)4.1ARM Processor (22)4.2Memory (22)4.2.1CPU Memory Map and Interrupts (22)4.2.1.1Memory Map(After Reset Operation) (22)4.2.1.2Memory Map(Normal Operation) (23)4.2.1.3Memory Map(System and Peripherals Blocks) (23)4.2.2Boot ROM (23)4.2.3Customer Boot Program (24)4.2.4Flash Management (24)4.3System Module (24)4.3.1Address Decoder(DEC) (24)4.3.2Memory Management Controller(MMC) (24)4.3.3System Management(SYS) (24)4.3.4Central Interrupt Module(CIM) (25)4.4Peripherals (26)4.4.1Fusion Digital Power Peripherals (26)4.4.1.1Front End (26)4.4.1.2DPWM Module (27)4.4.1.3DPWM Events (28)4.4.1.4High Resolution PWM (30)4.4.1.5Over Sampling (30)4.4.1.6DPWM Interrupt Generation (30)4.4.1.7DPWM Interrupt Scaling/Range (30)4.5DPWM Modes of Operation (31)4.5.1Normal Mode (31)4.6Phase Shifting (33)4.7DPWM Multiple Output Mode (34)4.8DPWM Resonant Mode (36)4.9Triangular Mode (37)4.10Leading Edge Mode (38)P R O D U C T P R E V I E WUCD3138ZHCS429–MARCH 20124.11Sync FET Ramp and IDE Calculation ..................................................................................404.12Automatic Mode Switching ...............................................................................................404.12.1Phase Shifted Full Bridge Example ..........................................................................404.12.2LLC Example ....................................................................................................414.12.3Mechanism for Automatic Mode Switching ..................................................................424.13DPWMC,Edge Generation,IntraMux ..................................................................................434.14Filter .........................................................................................................................444.14.1Loop Multiplexer ................................................................................................464.14.2Fault Multiplexer ................................................................................................474.15Communication Ports .....................................................................................................494.15.1SCI (UART)Serial Communication Interface ...............................................................494.15.2PMBUS ..........................................................................................................494.15.3General Purpose ADC12......................................................................................504.15.4Timers ............................................................................................................514.15.4.124-bit PWM Timer ..................................................................................514.15.4.216-Bit PWM Timers ................................................................................524.15.4.3Watchdog Timer ....................................................................................524.16Miscellaneous Analog .....................................................................................................524.17Package ID Information ...................................................................................................524.18Brownout ...................................................................................................................524.19Global I/O ...................................................................................................................534.20Temperature Sensor Control .............................................................................................544.21I/O Mux Control ............................................................................................................544.21.1JTAG Use for I/O and JTAG Security ........................................................................554.22Current Sharing Control ..................................................................................................554.23Temperature Reference ..................................................................................................554.24Power Disable Control or (Clock Gating Control).....................................................................565IC Grounding and Layout Recommendations ........................................................................576References .. (587)Mechanical Data (59)UCD3138ZHCS429–图片列表3-1I2C/SMBus/PMBus Timing Diagram (20)3-2Bus timing in Extended Mode (20)3-3Power On Reset(POR)/Brown Out Reset(BOR) (20)4-1EADC Module (27)4-2Fault Mux Block Diagram (49)4-3PMBus Address Detection Method (50)4-4ADC12Control Block Diagram (51)4-5Internal Temp Sensor (54)PRODUCT PREVIEWP R O D U C T P R E V I E WUCD3138ZHCS429–MARCH 2012图表列表2-1引脚功能..........................................................................................................................112-2引脚功能..........................................................................................................................143-1I 2C/SMBus/PMBus Timing Characteristics ....................................................................................194-1Interrupt Priority Table ...........................................................................................................254-2DPWM Interrupt Divide Ratio ...................................................................................................30PRODUCT PREVIEW UCD3138ZHCS429– 用于隔离式电源的高集成数字控制器查询样品:UCD31381介绍1.1特性•可对多达3个独立式反馈环路的数字控制•具有和不具有预偏置的软启动/停止–专用的基于PID的硬件•快速输入电压前馈硬件–2极/2零可配置•一次侧电压感应–非线性控制•铜走线电流感应•高达16MHz的误差模数转换器(EADC)•针对非峰值电流模式控制应用的磁通和相位电流均衡–可配置低至1mV/LSB的分辨率•电流共享总线支持–自动分辨率选择–模拟平均–高达8倍过度采样–主/从–基于硬件的取平均值操作（高达8x）•特有丰富的故障保护选项–14位高效数模转换器(DAC)–7个高速模拟比较器•高达8个高分辨率数字脉宽已调制(DPWM)输出–逐周期电流限制–脉宽分辨率为250ps–可编程故障计数–频率分辨率为4ns–外部故障输入–相位分辨率为4ns–4-10个数字比较器–输出间的可调相移–可编程消隐时间–配对间的可调死区（无信号范围）•多重UCD313x器件间的DPWM波形同步–高达2MHz开关频率•14通道，12位，265ksps通用ADC，并具有集成•可配置的PWM边沿运动的–后缘调制–可编程平均滤波器–前缘调制–双采样保持–双边沿调制•内部温度传感器•可配置的反馈控制•完全可编程高性能31.25MHz，32位ARM7TDMI-–电压模式S处理器–平均电流模式–32k字节(kB)编程闪存–峰值电流模式控制–具有纠错码(ECC)的2kB数据闪存–持续电流–4kB数据RAM–持续电源–4kB启动ROM通过I2C或者UART在场中启用•可配置调制方法固件启动-载入–频率调制•通信外设–相移调制–I2C/电源管理总线(PMBus)–脉宽调制–2个UART•快速，自动和平滑模式开关•JTAG调试端口–频率调制和PWM•具有可选输入引脚的定时器捕捉–相移调制和PWM•多达5个附加的通用定时器•高效和轻负载管理•内置安全装置：BOD和POR –突发模式•64引脚方形扁平无引脚(QFN)和40引脚QFN封–理想的二极管仿真装–同步镇流器软启动/关闭•运行温度：–40°C至125°C–低集成电路(IC)待机功率•整合数字电源GUI支持Please be aware that an important notice concerning availability,standard warranty,and use in critical applications ofTexas Instruments semiconductor products and disclaimers thereto appears at the end of this data sheet.P R O D U C T P R E V I E WUCD3138ZHCS429–MARCH 20121.2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2概览2.1说明UCD3138是一款德州仪器(TI)数字电源控制器，此控制器在一个单一芯片解决方案内提供高集成度和出色性能。

数字电源控制器UCD3138的数字比较器与模数转换器的应用说明为丰盛应用的灵便性，用户设置的参考值（数字量）与EADC 的输出值（数字量）相加后生成一个叫做“肯定值量（absolute value）”的数字信号，可以表征实际采集到的电压信息（即Vd 的值）。

UCD3138 的数字比较器就是以数字误差信号（B 点值）或肯定值量（C 点值）作为一个输入端，参考电压值（用户可以自行设置）为另一个输入端所组成，触发后可以配置其关断任何一路D。

UCD3138 中有3 个AFE 模块，同样地，也有4 个数字比较器。

1.2 数字比较器涉及的关键寄存器1.2.1 EADC的输出EADC 的输出是参考电压与输入模拟量相减后的值在数字化之后的信息量，即数字误差量，其范围与AFE 自身的增益有挺直关系。

例如，当增益值设置为1 时，其输出范围是+248~-256；而增益设置为8 时，输出范围是+31~-32.寄存器EADCRAWVALUE 的第0~8 位（共9bit，名称为RAW_ERROR_VALUE）保存的即为EADC 的输出，辨别率为1mV/bit。

1.2.2 DAC的输入DAC 的输出即为系统的参考电压。

在UCD3138 的实际应用中，用户可以设置DAC 的输入值，为数字信号量。

寄存器EADCDAC 的第4~13 位（共10bit，名称为DAC_VALUE）保存了用户的设置值。

辨别率为1.5625mV/bit。

1.2.3 肯定值量寄存器 EADCVALUE 的第16~25 位（共10bit，名称为ABS_VALUE）保存的就是肯定值量，辨别率为1.5625mV/bit。

上文提到，肯定值量是EADC 的输出信息与DAC 的输入信息相加得到的，但并不是二者数字量的挺直相加，由于其辨别率不同。

实际上，上述三个数字量所各自表征的模拟量存在等式关系。

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德州仪器64kB可配置数字电源管理控制器可缩短
服务器故障停机时间
 德州仪器（TI）针对AC/DC 及隔离式DC/DC 电源推出一款具有64 kB 程序快闪存储器的高集成可配置数字电源管理控制器，进一步丰富其广泛系列的模拟与数字电源管理产品。

该UCD3138064 可帮助设计人员在无需关闭电源的情况下，快速进行固件更新，与现有解决方案相比，可缩短服务器故障停机时间。

 UCD3138064 采用独特存储器分区架构，用户不但可在片上存储器的不同区域同时写入和执行，还可通过适当的算法在不同固件影像间切换执行。

该功能可缩短服务器与电信基础设施设备的故障停机时间。

 UCD3138064 的主要特性与优势：
 64kB 程序快闪存储器可满足AC/DC 电源中数字控制器插槽对超过32kB 存储器的需求；
 多系统通信选择，如UART、PMBus™、I2C 以及串行外设接口。

UCD3138 数字电源外设编程手册SLUU995AApril 2013 –Revised May 2013目录1 引言 (11)2 数字脉宽调制器（DPWM） (12)2.1 DPWM 框图 (12)2.2 DPWM 介绍（DPWM 多模式，开环） (13)2.3 DPWM 标准模式 (15)2.4 DPWM 相移模式 (17)2.5 DPWM 多输出模式（多模） (17)2.6 DPWM 谐振模式 (18)2.7 三角模式 (20)2.8 DPWM 前导模式 (20)2.9 同步FET斜坡和理想二极管仿真计算 (21)2.10 自动模式切换 (22)2.10.1 谐振LLC例子 (22)2.10.2 自动模式切换机制 (22)2.11 DPWMC、边沿发生、内部多路复用 (23)2.12 多种DPWM寄存器时间分辨率 (24)2.13 PWM 计数器和时钟 (26)2.14 DPWM 寄存器-概述 (26)2.15 DPWM 控制寄存器0 (DPWMCTRL0) (26)2.15.1 DPWM 自动配置中间和最大寄存器 (26)2.15.2 内部多路复用 (26)2.15.3 逐周电流限制使能 (26)2.15.4 多模开/关 (28)2.15.5 最小占空比模式 (28)2.15.6 主同步控制选择 (29)2.15.7 主同步从使能 (29)2.15.8 D 使能 (29)2.15.9 谐振模式固定占空比使能 (29)2.15.10 DPWM A and B 故障极性 (29)2.15.11 消隐使能 (30)2.15.12 DPWM 模式 (30)2.15.13 DPWM 反相 (30)2.15.14 滤波器使能(CLA_EN) (30)2.15.15 DPWM 使能 (30)2.16 DPWM 控制寄存器1 (30)2.16.1 周期计数器预置使能 (30)2.16.2 同步FET斜坡使能 (30)2.16.3 突发模式使能 (31)2.16.4 电流/磁通量平衡占空比调整...............................................................................31.2.16.5 同步输出分频因子选择 (31)2.16.6 滤波器标定 (31)2.16.7 外部同步使能 (31)2.16.8 逐周B侧激活使能 (31)2.16.9 自动模式切换使能................................................................................................31.2.16.10 事件更新选择 (31)2.16.11 检查闭锁 (32)2.16.12 全局周期使能 (32)2.16.13 DPWM管脚用作通用I/O (32)2.16.14 高分辨率使能/禁止 (32)2.16.15 异步保护禁止 (32)2.16.16 单帧使能 (32)2.17 DPWM 控制寄存器2 (32)2.17.1 外部同步输入分频比 (32)2.17.2 谐振死区补偿使能 (32)2.17.3 滤波器占空比选择 (33)2.17.4 DPWMB理想二极管仿真（IDE）使能 (33)2.17.5 采样触发1 过采样 (33)2.17.6 采样触发1 模式 (33)2.17.7 采样触发使能位 (33)2.18 周期和事件寄存器 (33)2.19 相位触发寄存器 (34)2.20 周期调整寄存器 (34)2.21 谐振占空比寄存器 (34)2.22 DPWM 故障控制寄存器 (34)2.23 DPWM 溢出寄存器 (34)2.24 DPWM 中断寄存器 (34)2.24.1 DPWM 周期中断位 (34)2.24.2 模式及切换中断位 (34)2.24.3 中断位 (35)2.25 DPWM 计数器预置寄存器 (35)2.26 消隐寄存器 (35)2.27 DPWM 自适应采样寄存器 (35)2.28 DPWM 故障状态寄存器 (35)2.29 DPWM 自动切换寄存器 (35)2.30 DPWM 边沿PWM 产生寄存器 (36)3 前端 (36)3.1 误差ADC 和前端增益 (36)3.1.1 前端增益 (36)3.1.2 EADC 误差输出 (37)3.1.3 EADC 触发、EADC 输出到滤波器 (38)3.1.4 EADC 时序 (38)3.1.5 EADC 平均 (38)3.1.6 使能EADC 和前端 (39)3.2 前端DAC (40)3.3 斜坡模块 (41)3.3.1 DAC 斜坡概述 (41)3.3.2 DAC 斜坡启动和结束点 (42)3.3.3 DAC 斜坡步长 (42)3.3.4 DAC 斜坡启动、中断、启动延时 (43)3.3.5 斜坡启动寄存器 (43)3.3.6 当EADC饱和时DAC斜坡 (43)3.3.7 斜坡模块用于峰值电流模式 (43)3.3.8 同步FET软启动/关闭使用斜坡模块 (43)3.4 逐次逼近模式 (44)3.4.1 逐次逼近控制参数 (44)3.4.2 逐次逼近算法概述 (44)3.4.3 非连续逐次逼近模式 (44)3.4.4 连续逐次逼近模式 (44)3.5 绝对值没有逐次逼近 (45)3.6 EADC模式 (45)4 滤波器 (45)4.1 滤波器数学细节 (45)4.1.1 滤波器输入和分支计算 (45)4.1.2 比例分支 (46)4.1.3 积分分支 (46)4.1.4 微分分支 (46)4.1.5 相加、饱和、尺度和钳位 (47)4.1.6 滤波器输出级 (47)4.2 滤波器状态寄存器 (48)4.3 滤波器控制寄存器 (48)4.3.1 滤波器使能 (49)4.3.2 使用CPU采样 (49)4.3.3 强制启动 (49)4.3.4 Kp关闭、Kd关闭、Ki关闭 (49)4.3.5 Kd 冻结, Ki 冻结l (49)4.3.6 非线性模式 (49)4.3.7 输出标定........ .. (49)4.3.8 输出乘数选择 (49)4.3.9 开关周期作为输出乘数 (50)4.3.10 KComp作为输出乘数 (50)4.3.11 前馈作为输出乘数 (50)4.3.12 周期乘数选择 (50)4.3.13 Ki 加法器模式 (50)4.4 XN、YN读写寄存器 (51)4.4.1 CPU Xn 寄存器 (51)4.4.2 滤波器XN 读寄存器 (51)4.4.3 滤波器YN 读寄存器 (51)4.5 系数配置寄存器 (51)4.6 Kp、Ki、和Kd 寄存器 (52)4.7 Alpha 寄存器 (53)4.8 滤波器非线性限制寄存器 (53)4.9 钳位寄存器 (53)4.10 滤波器预置寄存器 (53)5 环路复用 (54)5.1 前端控制复用(FECTRL0MUX, FECTRL1MUX, FECTRL2MUX) (54)5.2 采样触发控制(SAMPTRIGCTRL) (55)5.3 外部DAC 控制(EXTDACCTRL) (55)5.4 滤波器复用寄存器(FILTERMUX) (55)5.5 滤波器KComp 寄存器(FILTERKCOMPx) (55)5.6 DPWM 复用寄存器(DPWMMUX) (55)5.7 全局使能寄存器(GLBEN) (56)5.8 PWM 全局周期寄存器(PWMGLBPRD) (56)5.9 同步控制(SYNCCTRL) (56)5.10 轻负载（突发）模式 (56)5.11 恒流/恒功率 (56)5.12 模拟峰值电流模式 (56)5.13 自动周期调整 (57)5.13.1 计算 (57)5.13.2 配置 (57)5.13.3 标定 (58)6 故障复用 (58)6.1 模拟比较器配置 (59)6.1.1 模拟比较器使能 (59)6.1.2 模拟比较器门槛 (59)6.1.3 模拟比较器极性 (59)6.1.4 模拟比较器中断使能 (59)6.1.5 模拟比较器输出使能 (59)6.1.6 模拟比较器选择 (59)6.1.7 模拟比较器F参考电压选择 (59)6.1.8 模拟比较器控制寄存器排列 (59)6.2 模拟比较器斜坡 (59)6.3 数字比较器配置 (60)6.4 故障管脚配置 (60)6.5 模拟峰值电流 (60)6.6 故障状态寄存器 (60)6.7 故障复用控制寄存器 (61)6.8 DPWM 故障动作 (61)6.9 理想二极管仿真/非连续电流模式检测控制 (62)6.10 振荡器失效检测 (63)6.10.1 高频振荡器失效检测 (63)6.10.2 低频振荡器失效检测 (64)7 通用IO模式 (65)8 DPWM 0-3 Registers Reference (91)8.1 DPWM Control Register 0 (DPWMCTRL0) (91)8.2 DPWM Control Register 1 (DPWMCTRL1) (95)8.3 DPWM Control Register 2 (DPWMCTRL2) (98)8.4 DPWM Period Register (DPWMPRD) (99)8.5 DPWM Event 1 Register (DPWMEV1) (99)8.6 DPWM Event 2 Register (DPWMEV2) (100)8.7 DPWM Event 3 Register (DPWMEV3) (100)8.8 DPWM Event 4 Register (DPWMEV4) (100)8.9 DPWM Sample Trigger 1 Register (DPWMSAMPTRIG1) (101)8.10 DPWM Sample Trigger 2 Register (DPWMSAMPTRIG2) (101)8.11 DPWM Phase Trigger Register (DPWMPHASETRIG) (101)8.12 DPWM Cycle Adjust A Register (DPWMCYCADJA) (102)8.13 DPWM Cycle Adjust B Register (DPWMCYCADJB) (102)8.14 DPWM Resonant Duty Register (DPWMRESDUTY) (102)8.15 DPWM Fault Control Register (DPWMFLTCTRL) (102)8.16 DPWM Overflow Register (DPWMOVERFLOW) (104)8.17 DPWM Interrupt Register (DPWMINT) (105)8.18 DPWM Counter Preset Register (DPWMCNTPRE) (107)8.19 DPWM Blanking A Begin Register (DPWMBLKABEG) (107)8.20 DPWM Blanking A End Register (DPWMBLKAEND) (107)8.21 DPWM Blanking B Begin Register (DPWMBLKBBEG) (108)8.22 DPWM Blanking B End Register (DPWMBLKBEND) (108)8.23 DPWM Minimum Duty Cycle High Register (DPWMMINDUTYHI) (108)8.24 DPWM Minimum Duty Cycle Low Register (DPWMMINDUTYLO) (109)8.25 DPWM Adaptive Sample Register (DPWMADAPTIVE) (109)8.26 DPWM Fault Status (DPWMFLTSTAT) (109)8.27 DPWM Auto Switch High Upper Thresh Register (DPWMAUTOSWHIUPTHRESH) (110)8.28 DPWM Auto Switch High Lower Thresh Register (DPWMAUTOSWHILOWTHRESH) (111)8.29 DPWM Auto Switch Low Upper Thresh Register (DPWMAUTOSWLOUPTHRESH) (111)8.30 DPWM Auto Switch Low Lower Thresh Register (DPWMAUTOSWLOLOWTHRESH) (112)8.31 DPWM Auto Config Max Register (DPWMAUTOMAX) (113)8.32 DPWM Auto Config Mid Register (DPWMAUTOMID) (114)8.33 DPWM Edge PWM Generation Control Register (DPWMEDGEGEN) (116)8.34 DPWM Filter Duty Read Register (DPWMFILTERDUTYREAD) (117)8.35 DPWM BIST Status Register (DPWMBISTSTAT) (119)9 Front End Control Registers (119)9.1 Ramp Control Register (RAMPCTRL) (119)9.2 Ramp Status Register (RAMPSTAT) (121)9.3 Ramp Cycle Register (RAMPCYCLE) (122)9.4 EADC DAC Value Register (EADCDAC) (123)9.5 Ramp DAC Ending Value Register (RAMPDACEND) (123)9.6 DAC Step Register (DACSTEP) (123)9.7 DAC Saturation Step Register (DACSATSTEP) (124)9.8 EADC Trim Register (EADCTRIM) – (For Factory Test Use Only) (124)9.9 EADC Control Register (EADCCTRL) (125)9.10 Analog Control Register (ACTRL) (For Test Use Only) (128)9.11 Pre-Bias Control Register 0 (PREBIASCTRL0) (128)9.12 Pre-Bias Control Register 1 (PREBIASCTRL1) (129)9.13 SAR Control Register (SARCTRL) (129)9.14 SAR Timing Register (SARTIMING) (131)9.15 EADC Value Register (EADCVALUE) (131)9.16 EADC Raw Value Register (EADCRAWVALUE) (132)9.17 DAC Status Register (DACSTAT) (132)10 Filter Registers Reference (132)10.1 Filter Status Register (FILTERSTATUS) (132)10.2 Filter Control Register (FILTERCTRL) (134)10.4 Filter XN Read Register (FILTERXNREAD) (136)10.5 Filter KI_YN Read Register (FILTERKIYNREAD) (136)10.6 Filter KD_YN Read Register (FILTERKDYNREAD) (136)10.7 Filter YN Read Register (FILTERYNREAD) (137)10.8 Coefficient Configuration Register (COEFCONFIG) (137)10.9 Filter KP Coefficient 0 Register (FILTERKPCOEF0) (139)10.10 Filter KP Coefficient 1 Register (FILTERKPCOEF1) (139)10.11 Filter KI Coefficient 0 Register (FILTERKICOEF0) (140)10.12 Filter KI Coefficient 1 Register (FILTERKICOEF1) (141)10.13 Filter KD Coefficient 0 Register (FILTERKDCOEF0) (141)10.14 Filter KD Coefficient 1 Register (FILTERKDCOEF1) (141)10.15 Filter KD Alpha Register (FILTERKDALPHA) (142)10.16 Filter Nonlinear Limit Register 0 (FILTERNL0) (142)10.17 Filter Nonlinear Limit Register 1 (FILTERNL1) (142)10.18 Filter Nonlinear Limit Register 2 (FILTERNL2) (142)10.19 Filter KI Feedback Clamp High Register (FILTERKICLPHI) (143)10.20 Filter KI Feedback Clamp Low Register (FILTERKICLPLO) (143)10.21 Filter YN Clamp High Register (FILTERYNCLPHI) (144)10.22 Filter YN Clamp Low Register (FILTERYNCLPLO) (144)10.23 Filter Output Clamp High Register (FILTEROCLPHI) (144)10.24 Filter Output Clamp Low Register (FILTEROCLPLO) (145)10.25 Filter Preset Register (FILTERPRESET) (145)11 Loop Mux Registers Reference (145)11.1 Front End Control 0 Mux Register (FECTRL0MUX) (145)11.2 Front End Control 1 Mux Register (FECTRL1MUX) (148)11.3 Front End Control 2 Mux Register (FECTRL2MUX) (150)11.4 Sample Trigger Control Register (SAMPTRIGCTRL) (152)11.5 External DAC Control Register (EXTDACCTRL) (153)11.6 Filter Mux Register (FILTERMUX) (155)11.7 Filter KComp A Register (FILTERKCOMPA) (157)11.8 Filter KComp B Register (FILTERKCOMPB) (157)11.9 DPWM Mux Register (DPWMMUX) (158)11.10 Constant Power Control Register (CPCTRL) (159)11.11 Constant Power Nominal Threshold Register (CPNOM) (161)11.12 Constant Power Max Threshold Register (CPMAX) (161)11.13 Constant Power Configuration Register (CPCONFIG) (161)11.14 Constant Power Max Power Register (CPMAXPWR) (163)11.15 Constant Power Integrator Threshold Register (CPINTTHRESH) (163)11.16 Constant Power Firmware Divisor Register (CPFWDIVISOR) (163)11.17 Constant Power Status Register (CPSTAT) (164)11.18 Cycle Adjustment Control Register (CYCADJCTRL) (165)11.19 Cycle Adjustment Limit Register (CYCADJLIM) (165)11.20 Cycle Adjustment Status Register (CYCADJSTAT) (166)11.21 Global Enable Register (GLBEN) (167)11.22 PWM Global Period Register (PWMGLBPRD) (168)11.23 Sync Control Register (SYNCCTRL) (168)11.25 Light Load Enable Threshold Register (LLENTHRESH) (169)11.26 Light Load Disable Threshold Register (LLDISTHRESH) (170)11.27 Peak Current Mode Control Register (PCMCTRL) (170)11.28 Analog Peak Current Mode Control Register (APCMCTRL) (170)11.29 Loop Mux Test Register (LOOPMUXTEST) (Test Use Only) (171)12 Fault Mux Registers Reference (172)12.1 Analog Comparator Control 0 Register (ACOMPCTRL0) (172)12.2 Analog Comparator Control 1 Register (ACOMPCTRL1) (173)12.3 Analog Comparator Control 2 Register (ACOMPCTRL2) (175)12.4 Analog Comparator Control 3 Register (ACOMPCTRL3) (176)12.5 External Fault Control Register (EXTFAULTCTRL) (177)12.6 Fault Mux Interrupt Status Register (FAULTMUXINTSTAT) (178)12.7 Fault Mux Raw Status Register (FAULTMUXRAWSTAT) (179)12.8 Comparator Ramp Control 0 Register (COMPRAMP0) (181)12.9 Digital Comparator Control 0 Register (DCOMPCTRL0) (182)12.10 Digital Comparator Control 1 Register (DCOMPCTRL1) (183)12.11 Digital Comparator Control 2 Register (DCOMPCTRL2) (183)12.12 Digital Comparator Control 3 Register (DCOMPCTRL3) (184)12.13 Digital Comparator Counter Status Register (DCOMPCNTSTAT) (185)12.14 DPWM 0 Current Limit Control Register (DPWM0CLIM) (185)12.15 DPWM 0 Fault AB Detection Register (DPWM0FLTABDET) (187)12.16 DPWM 0 Fault Detection Register (DPWM0FAULTDET) (189)12.17 DPWM 1 Current Limit Control Register (DPWM1CLIM) (193)12.17 DPWM 1 Current Limit Control Register (DPWM1CLIM) (193)12.18 DPWM 1 Fault AB Detection Register (DPWM1FLTABDET) (195)12.19 DPWM 1 Fault Detection Register (DPWM1FAULTDET) (197)12.20 DPWM 2 Current Limit Control Register (DPWM2CLIM) (201)12.21 DPWM 2 Fault AB Detection Register (DPWM2FLTABDET) (203)12.22 DPWM 2 Fault Detection Register (DPWM2FAULTDET) (205)12.23 DPWM 3 Current Limit Control Register (DPWM3CLIM) (209)12.24 DPWM 3 Fault AB Detection Register (DPWM3FLTABDET) (211)12.25 DPWM 3 Fault Detection Register (DPWM3FAULTDET) (213)12.26 HFO Fail Detect Register (HFOFAILDET) (216)12.27 LFO Fail Detect Register (LFOFAILDET) (216)12.28 IDE Control Register (IDECTRL) (217)13 GIO – General Purpose Input/Output Module (218)13.1 Fault IO Direction Register (FAULTDIR) (218)13.2 Fault Input Register (FAULTIN) (219)13.3 Fault Output Register (FAULTOUT) (219)13.4 Fault Interrupt Enable Register (FAULTINTENA) (220)13.5 Fault Interrupt Polarity Register (FAULTINTPOL) (220)13.6 Fault Interrupt Pending Register (FAULTINTPEND) (222)13.7 External Interrupt Direction Register (EXTINTDIR) (223)13.8 External Interrupt Input Register (EXTINTIN) (223)13.9 External Interrupt Output Register (EXTINTOUT) (223)13.10 External Interrupt Enable Register (EXTINTENA) (223)13.12 External Interrupt Pending Register (EXTINTPEND) (224)本文档的适用范围以下主题均包含在UCD3138数字电源外设编程手册中▪ 数字脉宽调制器(DPWM)▪ 运行模式(标准/多路/相移/谐振等)▪ 自动模式切换▪ DPWMC、边沿产生及内部复用▪ 前端▪ 模拟前端▪ 误差ADC 或EADC▪ 前端DAC▪ 斜坡模块▪ 逐次逼近寄存器模块▪ 滤波器▪ 滤波器数学▪ 环路复用▪ 模拟峰值电流模式▪ 恒流/恒功率(CCCP)▪ 自动周期调整▪ 故障复用▪ 模拟比较器▪ 数字比较器▪ 故障管脚功能▪ DPWM故障动作▪ 理想二极管仿真(IDE)、非连续电流模式检测▪ 振荡器失效检测▪ UCD3138中的以上所有外设寄存器映射与UCD3138相关的其它主题包含在以下列出的另外文件中：UCD3138 ARM and Digital System Programmer’s Manual▪ 自举ROM 及自举Flash▪自举ROM 功能▪存储器读/写功能▪累加和功能▪Flash 功能▪避免编程的Flash 空间自锁▪ ARM7 构架▪操作模式▪硬件/软件中断▪双模状态工作(Thumb 16-bit 模式/ARM 32-bit 模式)▪ 存储器和系统模块▪ 地址译码器、DEC (存储空间映射)▪存储控制器(MMC)▪中央中断模块▪ 以上外设在UCD3138中的寄存器映射UCD3138 Monitoring and Communications Programmer’s Manual▪ ADC12▪ 控制、转换、顺序和平均▪ 数字比较器▪ 温度传感器▪ PMBUS 寻址▪ 双采样和保持▪ 模拟控制(电流分享、掉电、时钟门控)▪ PMBUS 接口▪ 通用输入输出(GPIO)▪ 定时器模块▪ PMBus▪ 以上外设在UCD3138中的寄存器映射For the most up to date product specifications please consult the UCD3138 Device datasheet (Lit # SLUSAP2) available at .1 引言UCD3138是TI的数字电源控制器，提供了一流水平的针对高性能隔离电源的应用的单芯片高集成度解决方案。

一种数字模块电源实现模拟trim功能的方法尹利文【摘要】数字模块电源和模拟模块电源的trim功能的实现方法是完全不同的,在客户实际应用中难以兼容.基于使数字trim兼容模拟trim的目的,在分析模拟硬件trim实现原理的基础上,推导出了一种检测trim比例的硬件电路,结合数字控制的特点,给出了对应的软件算法.通过软硬件结合,在以UCD3138数字控制器为核心的一个12 V输出模块电源上进行了实验验证.实验结果证明,数字trim方法实现了对模拟trim功能的完全兼容.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2017(030)003【总页数】4页(P167-169,173)【关键词】数字模块电源;trim电路;trim算法【作者】尹利文【作者单位】上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TN86模块电源[1]由于输出电压值选择有限，通常具有一定的电压调整功能。

该功能通过一个标记为TRIM或ADJ的专用引脚实现,使得用户应用更为灵活。

目前传统的模块电源仍然以模拟电源为主[2]，用模拟电路实现调整输出电压(trim)的功能。

而数字模块电源则由通讯协议，如PMBUS(Power Management Bus)协议[3]将电源trim范围内的某一需要的电压值写入数字电源模块[4]。

由此可见，模拟模块电源和数字模块电源的trim功能实现方法完全不同，不能兼容。

然而随着数字模块电源的应用普及[5]，目前市场上模拟电源与数字电源共存兼容的需求越来越明显[6]。

本文介绍了一种数字trim的实现方法，解决了数字模块电源在外特性上兼容模拟模块电源trim功能的问题。

通讯模块电源通常以额定输出电压为基准，允许电压上调(trim up)10%或下调(trim down)20%。

模拟模块电源的trim功能实现简单，只需要一颗外部电阻即可进行输出电压的设定。

图1为模拟模块电源实现trim功能的典型硬件电路。

德州仪器（TI）推出全新一代电源产品：满足用户高功率、小尺寸需求飞象网讯（六月/文）随着科技的飞速发展，不断涌现的新产品对电源的需求与日俱增的同时，要求也变得越来越高，如何使下一代可穿戴设备更轻薄，续航更长，如何实现更高水平的工业自动化，如何在数据中心管理更多的服务器，都需要解决一个核心问题：设计更小尺寸的产品，实现更高的功率。

作为电源解决方案的行业领导者，德州仪器（TI）基于数十年的电源管理创新经验，每一代产品和上一代相比，除了芯片本身尺寸变小之外，产品集成度也会越来越高，包括外置电感和电容TI都会做集成方案，使得设计更简单，系统设计更可靠。

近日，TI推出了业内最高功率密度和超小尺寸的LMZM33606电源模块和TPS62827降压转换器，以满足更高功率密度需求的趋势。

结合TI独特而强大的最新版WEBENCH®设计工具，可有效帮助工程师简化制作、设计和生产过程。

TI电源模块三大优势据介绍，TI电源模块有三个显著优点：1.EMI特性优良，开关电源是EMI的主要来源，模块把电容集成可以把电流环路做得更小，这样就可以满足很多EMI标准。

从模块规格上可以满足EN55011和CISPR11辐射的标准。

2.功率密度，将被动元器件，如电感、电容、电阻器件等集成到芯片里，采用QFN封装，下面是基板。

因为有基板存在，所以热阻比较小，散热也比较好。

3.WEBENCH使设计变得简单，TI支持使用WEBENCH在线设计，为用户提供便利，只需将输入输出参数放到WEBENCH里，易于算出电容和电阻。

宽输入电压转换器功率密度演化的发展主要是频率的变化，TI的产品从52kHz到2.1MHz，尺寸变得更小，不仅提高了频率，而且还提升了功效。

新推出的LMZM33606电源模块是一款易于使用的集成式电源解决方案，它在一个薄型封装中整合了一个具有功率MOSFET的6A直流/直流转换器、一个屏蔽式电感器和多个无源器件。

TI 发布数字电源芯片组可智能优化死区时间，提供
业界最佳效率
2015 年 6 月 2 日，北京讯，日前，德州仪器（TI）宣布推出业内首款具有智能数字控制和独一无二的体二极管感测功能的电源管理芯片组，可优化下一代AC/DC 电源中的次级侧同步整流。

UCD3138A数字控制器和UCD7138低侧栅极驱动器改善了系统效率，与其他数字电源解决方案相比，可将同步整流MOSFET 电压应力锐减一半。

在同步整流器内对死区时间的精准控制可最大限度地减少功率损失，同时降低MOSFET电源故障的风险。

UCD3138A和UCD7138芯片组在快速数字控制算法中采用体二极管电压信息来动态地优化死区时间，并可以补偿功率级组件变化，从而无需在批量生产中进行校准或筛选。

这能够帮助服务器和电信设备供应商加快80 PLUS 钛金牌认证电源的上市的时间，同时还能帮助信息技术服务提供商节省能源成本。

UCD3138A 和UCD7138 的主要特性与优势：
- 智能二极管电压感测优化了死区时间：通过更精确侦测同步整流管的寄生二极管的导通能够提高效率和可靠性，同时消除传统MOSFET VDS。

基于UCD3138的移相全桥同步整流控制策略UCD3138是一款基于DSP技术的数字控制器芯片，广泛应用在电源管理和驱动控制等领域。

移相全桥同步整流控制策略是一种高效稳定的电源控制方法，可以实现高效能电源转换和功率因素校正。

移相全桥同步整流控制策略的基本原理是通过控制开关管的导通和截止时间，使得输入电压和输出电压之间产生约90°的相位差，从而实现零电压开关（Zero Voltage Switching, ZVS），降低功率损耗和提高转换效率。

UCD3138作为数字控制器，其其中一个核心功能就是设计和控制移相全桥同步整流控制策略。

下面就介绍基于UCD3138的移相全桥同步整流控制策略的实现步骤和关键技术。

首先，在UCD3138控制器中进行系统参数配置，包括输入输出电压范围、输出功率要求、整流器开关频率等。

然后，根据系统的需求，设计全桥的电路拓扑和参数，包括MOSFET开关器件的选型、电感和电容的选取等。

接下来，通过UCD3138的软件开发工具，编写控制算法。

UCD3138具有强大的DSP功能，可以实现复杂的控制算法。

常用的移相全桥同步整流控制策略包括固定相位差控制、可调相位差控制和自适应相位差控制等。

其中，固定相位差控制是最简单的一种方法，将开关引脚的控制信号通过UCD3138输出，根据设定的开关频率和占空比来实现移相全桥的导通和截止控制。

可调相位差控制则是根据系统需求和工作条件，在UCD3138中加入一个可调的相位差控制模块，通过对模块的参数进行优化调整，来提高输出效率和控制精度。

自适应相位差控制是一种更复杂的方法，可以根据输入和输出电压之间的实时关系，通过UCD3138的反馈调节功能来自动调整相位差的大小，以实现最佳的功率转换和功率因素校正。

在控制算法的实现中，还需要考虑到系统的稳定性和抗干扰能力。

UCD3138具有丰富的保护功能和滤波功能，可以有效抵御噪音和干扰对系统的影响。

最后，通过UCD3138芯片的引脚配置和连接电路，将控制信号和功率信号相互连接，将设计好的移相全桥同步整流系统运行起来。