UCD3138064A
- 64 kB Program Flash Derivative of UCD3138 Family
- 2-32 kB Program Flash Memory Banks
- Supports Execution From 1 Bank, While Programming Another
- Capability to Update Firmware Without Shutting Down the Power Supply
- Additional Communication Ports Compared to the UCD3138 (+1 SPI, +1 I2C)
- Digital Control of up to 3 Independent Feedback Loops
- Dedicated PID Based Hardware
- 2-pole/2-zero Configurable
- Non-Linear Control
- Soft Start / Stop with and without Prebias
- Fast Input Voltage Feed Forward Hardware
- Synchronous Rectifier Dead Time Optimization Peripheral to Use with UCD7138 Synchronous Rectifier Driver
- Up to 16 MHz Error A/D Converter (EADC)
- Configurable Resolution as Small as 1 mV/LSB
- Up to 8x Oversampling
- Hardware Based Averaging (Up to 8x)
- 14 bit Effective DAC With 4 Bits of Dither
- Adaptive Trigger Positioning
- Up to 8 High Resolution Digital Pulse Width Modulated (DPWM) Outputs
- 250 ps Pulse Width Resolution
- 4 ns Frequency and Phase Resolution
- Adjustable Phase Shift Between Outputs
- Adjustable Dead-band Between Pairs
- Cycle-by-Cycle Duty Cycle Matching
- Up to 2 MHz Switching Frequency
- ConfigurableTrailing/Leading/Triangular Modulation
- Configurable Feedback Control
- Voltage, Average Current and Peak Current Mode Control
- Constant Current, Constant Power
- Configurable FM, Phase Shift Modulation and PWM
- Fast, Automatic and Smooth Mode Switching
- Frequency Modulation and PWM
- Phase Shift Modulation and PWM
- Frequency Modulation and Phase Shift Modulation
- High Efficiency and Light Load Management
- Burst Mode
- Ideal Diode Emulation
- Synchronous Rectifier Soft On/Off
- Low Device Standby Power
- Primary Side Voltage Sensing
- Flux and Phase Current Balancing
- Current Share (Average & Master/Slave)
- Feature Rich Fault Protection Options
- 7 Analog / 4 Digital Comparators
- Cycle-by-Cycle Current Limiting
- Programmable Blanking Time and Fault Counting
- External Fault Inputs
- Synchronization of DPWM Waveforms Between Multiple UCD3138064Aand SN3138064A Devices
- 14 channel, 12 bit, 267 ksps General Purpose ADC with Integrated
- Programmable Averaging Filters
- Dual Sample and Hold
- Internal Temperature Sensor
- Fully Programmable High-Performance 31.25 MHz, 32-bit ARM7TDMI-S Processor
- 64 kB Program Flash (2-32 kB Banks)
- 2 kB Data Flash with ECC
- 4 kB Data RAM
- 8 kB Boot ROM
- Firmware Boot-Load in the Field via I2C or UART
- Communication Peripherals
- 1 - I2C/PMBus, 1 - I2C (master mode only)
- 2 - UARTs
- 1 - SPI
- UART Auto-baud Rate Adjustment
- Timer Capture with Selectable Input Pins
- Built In Watchdog: BOD and POR
- Operating Temperature: –40°C to +125°C
- Debug interface
- Code Composer StudioTM with JTAG Interface
- Fusion Digital PowerTM Designer GUI Support
The SN3138064A is a digital power supply controller from Texas Instruments offering superior levels of integration and performance in a single-chip solution. The SN3138064A, in comparison to Texas Instruments UCD3138 digital power controller (), offers 64 kB of program Flash memory (vs 32 kB in UCD3138) and additional options for communication such as SPI and a second I2C port. The availability of 64 kB of program Flash memory in 2-32 kB banks, enables the designers to implement dual images of firmware (e.g. one main image + one back-up image) in the device and the flexibility to execute from either of the banks using appropriate algorithms. It also creates the unique opportunity for the processor to load a new program and subsequently execute that program without interrupting power delivery. This feature allows the end user to add new features to the power supply in the field while eliminating any down-time required to load the new program.
The flexible nature of the SN3138064A makes it suitable for a wide variety of power conversion applications. In addition, multiple peripherals inside the device have been specifically optimized to enhance the performance of AC/DC and isolated DC/DC applications and reduce the solution component count in the IT and network infrastructure space. The SN3138064A is a fully programmable solution offering customers complete control of their application, along with ample ability to differentiate their solution. At the same time, TI is committed to simplifying our customers' development effort through offering best in class development tools, including application firmware, Code Composer StudioTM software development environment, and TI’s Fusion Power Development GUI which let customers configure and monitor key system parameters.
At the core of the SN3138064A controller are the Digital Power Peripherals (DPP). Each DPP implements a high-speed digital control loop consisting of a dedicated Error Analog-to-Digital Converter (EADC), a PID-based 2-pole/general-purpose ADC with up to 14 channels2-zero digital compensator and DPWM outputs with 250-ps pulse width resolution. The device also contains a 12-bit, 267-ksps general-purpose ADC with up to 14 channels, timers, interrupt control, PMBus, I2C, SPI and UART communications ports. The device is based on a 32-bit ARM7TDMI-S RISC microcontroller that performs real-time monitoring, configures peripherals, and manages communications. The ARM microcontroller executes its program out of programmable flash memory as well as on chip RAM and ROM.
In addition to the DPP, specific power management peripherals have been added to enable high efficiency across the entire operating range, high integration for increased power density, reliability, and lowest overall system cost and high flexibility with support for the widest number of control schemes and topologies. Such peripherals include: light load burst mode, synchronous rectification, automatic mode switching, input voltage feed forward, copper trace current sense, ideal diode emulation, constant current constant power control, synchronous rectification soft on and off, peak current mode control, flux balancing, secondary side input voltage sensing, high-resolution current sharing, hardware-configurable soft start with pre bias, as well as several other features. Topology support has been optimized for voltage mode and peak current mode controlled phase shifted full bridge, single and dual phase PFC, bridgeless PFC, hard switched full bridge and half bridge, and LLC half bridge and full bridge.
The SN3138064A is a functional variant of the SN3138064A Digital Power Controller that includes significant improvements over the UCD3138064. For a description of the complete changes made in the SN3138064A, refer to . The major improvements are:
The General Purpose ADC has been improved for better accuracy and performance at extreme cold temperatures (–40°C).
The UART peripheral has been modified to include a hardware based auto-baud rate adjustment feature.
A new Synchronous Rectifier Dead Time Optimization hardware peripheral has been added. Benefits include: Improved efficiency Reduced synchronous rectifier voltage stressesShorter development cycle
A Duty Cycle Read Function has been added to improve use in peak current mode.
技术文档
设计与开发
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UCD3138ALLCEVM150 — UCD3138A LLC 评估模块
UCD3138ALLCEVM150 评估模块 (EVM) 板可用作 LLC 谐振半桥直流/直流转换器,并由控制卡 UCD3138ACCEVM149 进行数字控制。该 EVM 可用于在 LLC 谐振半桥直流/直流转换应用中使用 UCD3138A 评估数字电源控制。该 EVM 可接受 350Vdc 至 400Vdc 的直流线路输入、标称输出电压 12Vdc 和 340W 的满载输出功率,从次级侧同步整流器运行中可获得 94%以上的峰值效率。该 EVM 具有各种保护功能,例如输入线路欠压、输出过压和过流限制、软启动以及降低轻负载功率损耗。EVM 可用作上传用户固件和适应特定需求的平台。此 EVM (...)
UCD3138HSFBEVM-029 — UCD3138 硬开关全桥转换器评估模块
德州仪器 (TI) UCD3138HSFBEVM-029 评估模块 (EVM) 是基于 UCD3138RHA 可编程数字电源控制器的数字控制硬开关全桥转换器。EVM 是独立的对称硬开关全桥 (HSFB) 直流/直流电源转换器,专为 48V 输入电压系统而设计。UCD3138HSFBEVM-029 接受 36Vdc 至 72Vdc 的直流输入,并输出标称 12Vdc,其中满载输出功率为 360W(或最大输出电流为 30A)。保护功能包括过压、欠压、过流和过热保护。特性包括输入电压前馈、预偏置启动和 PMBus 通信。UCD3138HSFBEVM-029 还附带一个 USB-TO-GPIO (...)
UCD3138OL40EVM-032 — UCD3138 40 引脚开环数字电源控制器评估模块
UCD3138OL64EVM-031 — UCD3138 64 引脚开环数字电源控制器评估模块
UCD3138PSFBEVM-027 — UCD3138PSFBEVM-027 评估模块
UCD3138064AEVM149 — UCD3138064A 电源转换器控制卡评估模块
UCD3138064AEVM149 是一款评估模块 (EVM) 板,可充当 UCD3138ARGC 和 UCD3138064ARGC 数字电源应用的控制卡。UCD3138064AEVM149 可用作研究 UCD3138ARGC 和 UCD3138064ARGC 控制器器件的独立控制卡,也可用作 DPWM 控制板并与功率级板配合使用以实现完全调节的电源转换器。
TMDSEMU110-U — XDS110 JTAG 调试探针
德州仪器 (TI) 的 XDS110 是一款适用于 TI 嵌入式处理器的新型调试探针(仿真器)。XDS110 取代了 XDS100 系列,同时在单个仓体中支持更广泛的标准(IEEE1149.1、IEEE1149.7、SWD)。此外,对于带有嵌入式缓冲跟踪器 (ETB) 的所有 Arm® 和 DSP 处理器,所有 XDS 调试探针均支持核心和系统跟踪。 对于引脚上的内核跟踪,则需要使用 XDS560v2 PRO TRACE。
德州仪器 (TI) 的 XDS110 通过 TI 20 引脚连接器(带有适合 TI 14 引脚、Arm 10 引脚和 Arm 20 引脚的多个适配器)连接到目标板,通过 (...)
TMDSEMU560V2STM-U — XDS560™ 软件 v2 系统跟踪 USB 调试探针
XDS560v2 是 XDS560™ 系列调试探针中性能最高的一款,同时支持传统 JTAG 标准 (IEEE1149.1) 和 cJTAG (IEEE1149.7)。 请注意,它不支持串行线调试 (SWD)。
对于带有嵌入式缓冲跟踪器 (ETB) 的所有 ARM 和 DSP 处理器,所有 XDS 调试探针均支持核心和系统跟踪。 对于引脚上的跟踪,则需要使用 XDS560v2 PRO TRACE。
XDS560v2 通过 MIPI HSPT 60 引脚连接器(带有多个用于 TI 14 引脚、TI 20 引脚和 ARM 20 引脚的适配器)连接到目标板,并通过 USB2.0 高速 (...)
TMDSEMU560V2STM-UE — Spectrum Digital XDS560v2 系统跟踪 USB 和以太网
XDS560v2 System Trace 是 XDS560v2 系列高性能 TI 处理器调试探针(仿真器)的第一种型号。XDS560v2 是 XDS 系列调试探针中性能最高的一款,同时支持传统 JTAG 标准 (IEEE1149.1) 和 cJTAG (IEEE1149.7)。
XDS560v2 System Trace 在其巨大的外部存储器缓冲区中加入了系统引脚跟踪。这种外部存储器缓冲区适用于指定的 TI 器件,通过捕获相关器件级信息,获得准确的总线性能活动和吞吐量,并对内核和外设进行电源管理。此外,对于带有嵌入式缓冲跟踪器 (ETB) 的所有 ARM 和 DSP 处理器,所有 XDS (...)
CCSTUDIO — CCStudio™ 集成开发环境 (IDE)
CCStudio™ IDE is part of TI's extensive CCStudio™ development ecosystem and is an integrated development environment for TI's microcontrollers, processors, wireless connectivity devices, and radar sensors. CCStudio IDE is available as desktop or cloud-based applications. The cloud version (...)
FUSION_DIGITAL_POWER_API — TI Fusion API
Fusion Digital Power Studio 以 Microsoft.NET 应用编程接口 (Fusion-API) 为基础而构建,可处理 I2C/SMBus 通信和提取器件及命令。它为常见任务(例如命令读取/写入、完整器件配置导出/导入、固件下载、补偿等)提供了高级接口。
UCD3138_FW_SDK — UCD3138 应用开发固件套件 Kit
UCD3138 固件是一种免费的软件开发套件,适用于德州仪器 (TI) 的 UCD3138 集成式数字电源控制器系列。它包含适用于大多数常见电源拓扑的固件开发工具以及配套资料,可用于更快地评估和开发数字电源系统:
- 功率因数校正 (PFC) 应用开发套件为评估基于 PFC 拓扑的电源设计的 UCD 性能提供了一种简便方法。用于在单相交错无桥配置中提供配置的单一软件基础。
- 谐振半桥 LLC 应用套件可在评估阶段和开发阶段提供帮助,从而加快向生产阶段推进。具有 ZCS 保护和模式切换功能的 UCD3138 谐振 LLC 拓扑固件可在更宽泛的操作条件下实现高效率。固件中的向日葵特性 (UCC7138) (...)
UCD-TRAINING-LABS — UCD Training Labs
UCD3138FW-BIDI — Bi-Directional Firmware
UCD3138 非隔离型双向开关转换器可提供具有 ZVS 转换模式支持的全功能固件,从而使设计人员在基于宽输入非隔离型双向拓扑的电源设计中快速地从评估走向生产。
UCD3138FW-FBLLC — Full Bridge / Phase Shift LLC Firmware for UCD3138 in TIDA-00381
UCD3138 相移 LLC 可以提供具有 ZVS 操作和模式开关功能的固件,以在更广泛的工作条件下实现高效率,从而使设计人员在基于谐振 LLC 拓扑的电源设计中快速地从评估走向生产。
谐振 LLC 拓扑可降低开关损耗和 EMI,同时可通过全桥转换器(在转换器的初级侧具有零电压开关)提供极佳的效率。它可以扩展至高功率输出电平,并且可以在各种输入电压下正常工作。
UCD3138FW-HSFB — HSFB Firmware
UCD3138 硬开关全桥 (HSFB) 拓扑固件可以提供具有输入电压前馈、覆铜线迹电流传感、即时死区时间和开关频率调节以及预偏置启动的全功能固件,从而使设计人员在基于高功率硬开关全桥拓扑的电源设计中快速地从评估走向生产。
UCD3138FW-PFC — PFC Firmware
UCD3138 功率因数校正 (PFC) 固件可以提供能够轻松与维护功能相集成的全功能固件,从而使设计人员在基于 PFC 拓扑的电源设计中从评估走向生产。
UCD3138FW-PSFB — Phase Shifted Full Bridge Firmware
UCD3138 相移全桥可以提供具有峰值电流模式控制支持、自适应死区时间优化和可编程斜坡补偿的全功能固件,从而使设计人员在基于高功率 PSFB 拓扑的电源设计中快速地从评估走向生产。
UCD3138FW_LLC — LLC Half bridge Firmware
UCD3138 谐振 LLC 编程器可以提供具有 ZCS 保护和模式开关功能的固件,以在更广泛的工作条件下实现高效率,从而使设计人员在基于谐振 LLC 拓扑的电源设计中快速地从评估走向生产。固件中的向日葵功能 (UCC7138) 提供高级同步整流控制。
谐振 LLC 拓扑可降低开关损耗和 EMI,同时可通过半桥转换器(在转换器的初级侧具有零电压开关)提供极佳的效率。它可以扩展至高功率输出电平,并且可以在各种输入电压下正常工作。
FUSION-DIGITAL-POWER-STUDIO — Fusion Digital Power Studio 3.0.77
Fusion Digital PowerTM Studio 包含适用于德州仪器 (TI) 的 UCD3138 集成数字控制器系列的软件工具。 Fusion Digital Power 可帮助电源工程师从数字电源获益,无需学习复杂的编程技能。Fusion Digital Power 是直观的工具,可在设计的评估、开发和测试阶段提供帮助。
Fusion Digital Power 包含各种工具,这些工具专为在数字电源设计系统的评估和设计为工程师提供帮助而设计:
用于固件开发的工具:
- 内存调试程序
- 动态解析已编译的输出内存映射
- 提供寄存器和变量读取/写入访问
- SMBus 调试
- 通过发送 i2c (...)
FUSION-PRODUCTION-GUI — Fusion Digital Power Production Tool
生产 GUI 支持与 Fusion Digital Power Studio™ 软件相同的器件。此工具通常用于制造和生产环境。可通过 GUI 中的“Help”菜单获取用户指南。
PMP20587 — 反相降压/升压参考设计
PMP23332 — 交错和多相反相降压/升压转换器参考设计
此参考设计使用 UCD3138064A 作为数字控制器来控制反相降压/升压,并支持两相峰值电流模式控制。此设计采用软开关技术来提高电源效率。输入电压范围为 -62V 至 -36V。输出电压范围可在 28V 至 52V 之间调节。默认输出电压为 48V,最大电流为 14A。
PMP4320A — 适用于电信应用的、采用数字控制的 600W 半砖型 DC-DC 转换器 - 参考设计
PMP4320A 参考设计是标准半砖尺寸的单输出 DC/DC 转换器,具有基于 UCD3138 的全数字控制配置。 输出电压为 12V,可提供 50A 输出电流。 该转换器具有灵活的配置选项,效率高,性能良好,是总线转换器的理想选择。
PMP4435 — 具有 GaN FET 的 48V 输入电压、300W 1/8 砖型数字模块参考设计
PMP4435 是一款直流/直流隔离数字模块,采用 GaN MOSFET 参考设计,适用于工业和电信应用。直流输入范围为 36V-60V,典型值为 12V,输出为 12V/5A。该设计使用数字控制器 UCD3138A。效率高达 95.8%,并且具有良好的热性能。
PMP8877 — 1/8 砖型隔离式直流/直流电信电源模块数字控制参考设计
PMP8877 是基于 UCD3138 数字电源控制器的全功能 1/8 砖型隔离式直流/直流电信电源模块。参考设计采用次级侧控制和硬开关全桥电源拓扑,可在 36V-72V 输入源宽范围内运行时提供 12V/180W 输出功率。该参考设计的亮点包括:94% 峰值效率、对输入电压浪涌的快速输入电压前馈响应、恒定电流/恒定电源过载保护、预偏置启动、用于并联模块应用的电流共享控制,以及 PMBUS 支持与对等控制器进行通信。偏置电源块采用 UCC25230,而该设计中采用的闸极驱动器包括用于驱动 SR MOSFET 的 UCC27524 和用于驱动初级侧半桥 MOSFET 的 (...)
TIDA-00381 — 具有高侧低侧驱动器的 360W 相移全桥谐振 LLC 参考设计
电源采用全桥谐振 LLC,相移在斜升、轻负载、低输出电压条件下运行。这种工作模式可替代 LLC 中的 PWM 工作模式,从而在轻负载条件下显著提高效率。
TIDA-00412 — 360W 数字控制相移全桥转换器参考设计
使用 UCD3138CC64EVM-030 子卡实现具有数字控制功能的直流/直流电源转换器。带有预加载固件的子卡,可为相移全桥转换器提供所需的控制功能。 TIDA-00412 (UCD3138PSFBEVM-027) 接受 370VDC 至 400VDC 的直流输入,并输出典型的 12VDC,满载输出功率为 360W,或全输出电流为 30A。
TIDA-00512 — 340W 数控 LLC 谐振半桥直流/直流电源转换参考设计
本设计是一款使用 3138ACC32EVM-149 子卡实现数字控制的 LLC 谐振半桥直流/直流电源转换器。子卡与预搭载的固件协同作用,可为 LLC 谐振半桥转换器提供所需的控制功能。 TIDA-00512 (3138ALLCEVM-150) 接受 350VDC 至 400VDC 的直流输入,并输出标称 12VDC,其中满载输出功率为 340W,最大输出电流为 29A。
如 APEC 上所示
TIDA-00653 — 用于电池充电应用的非隔离式双向转换器参考设计
TIDA-00653 是非隔离式 48V 至 12V 双向转换器参考设计,适用于 UCD3138 数字电源控制器支持的 48V 电池应用。该设计非常灵活,能够以 ZVS 转换模式拓扑工作以优化轻负载效率,也能够以硬开关拓扑工作以实现简单的系统设计。该双向转换器具有自动换相、轻载偏移和自适应死区时间优化功能,可实现超过 96% 的复合效率增益。由于效率显著提升,因此热损耗得以降低,在汽车应用中无需使用风冷或液冷。此外,使用 UCD3138 高控制频率控制器和基于硬件的状态机,可以实现小尺寸设计,并且可以释放系统 CPU 以用于电池管理等其他功能。
| 封装 | 引脚 | CAD 符号、封装和 3D 模型 |
|---|---|---|
| VQFN (RGC) | 64 | Ultra Librarian |
订购和质量
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