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UCD3138

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3개의 피드백 루프와 8개의 DPWM 출력을 지원하는 고집적 디지털 컨트롤러

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UCD3138

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제품 상세 정보

Sector Test & measurement
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VQFN (RGC) 64 81 mm² (9 mm × 9 mm) WQFN (RMH) 40 36 mm² (6 mm × 6 mm) VQFN (RJA) 40 36 mm² (6 mm × 6 mm) VQFN (RHA) 40 36 mm² (6 mm × 6 mm)
  • Digital Control of up to 3 Independent Feedback Loops
    • Dedicated PID-Based hardware
    • 2-Pole/2-Zero Configurable
    • Nonlinear Control
  • Up to 16 MHz Error Analog-to-Digital Converter (EADC)
    • Configurable Resolution as Small as 1mV/LSB
    • Automatic Resolution Selection
    • Up to 8x Oversampling
    • Hardware-Based Averaging (up to 8x)
    • 14-Bit Effective Digital-to-Analog Converter (DAC)
    • Adaptive Sample Trigger Positioning
  • Up to 8 High Resolution Digital Pulse Width Modulated (DPWM) Outputs
    • 250-ps Pulse Width Resolution
    • 4-ns Frequency Resolution
    • 4-ns Phase Resolution
    • Adjustable Phase Shift Between Outputs
    • Adjustable Dead-band Between Pairs
    • Cycle-by-Cycle Duty Cycle Matching
    • Up to 2-MHz Switching Frequency
  • Configurable PWM Edge Movement
    • Trailing Modulation
    • Leading Modulation
    • Triangular Modulation
  • Configurable Feedback Control
    • Voltage Mode
    • Average Current Mode
    • Peak Current Mode Control
    • Constant Current
    • Constant Power
  • Configurable Modulation Methods
    • Frequency Modulation
    • Phase Shift Modulation
    • Pulse Width Modulation
  • Fast, Automatic, and Smooth Mode Switching
    • Frequency Modulation and PWM
    • Phase Shift Modulation and PWM
  • High Efficiency and Light Load Management
    • Burst Mode
    • Ideal Diode Emulation
    • Synchronous Rectifier Soft On/Off
    • Low IC Standby Power
  • Soft Start / Stop with and without Prebias
  • Fast Input Voltage Feed Forward Hardware
  • Primary Side Voltage Sensing
  • Copper Trace Current Sensing
  • Flux and Phase Current Balancing for Nonpeak Current Mode Control Applications
  • Current Share Bus Support
    • Analog Average
    • Master and Slave
  • Feature Rich Fault Protection Options
    • 7 High-Speed Analog Comparators
    • Cycle-by-Cycle Current Limiting
    • Programmable Fault Counting
    • External Fault Inputs
    • 10 Digital Comparators
    • Programmable Blanking Time
  • Synchronization of DPWM Waveforms Between Multiple UCD3138 family 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
    • 32KB of Program Flash
    • 2KB of Data Flash with ECC
    • 4KB of Data RAM
    • 4KB of Boot ROM Enables Firmware Boot-Load in the Field via I2C or UART
  • Communication Peripherals
    • I2C/PMBus
    • 2 UARTs on UCD3138RGC (64-Pin QFN)
    • 1 UART on UCD3138RHA/UCD3138RMH (40-Pin QFN) and UCD3138RJA (40-Pin VQFN)
  • Timer Capture with Selectable Input Pins
  • Up to 5 Additional General Purpose Timers
  • Built In Watchdog: BOD and POR
  • 64-Pin QFN and 40-Pin QFN Packages
  • Operating Temperature: –40°C to 125°C
  • Fusion Digital Power Studio GUI Support
  • Digital Control of up to 3 Independent Feedback Loops
    • Dedicated PID-Based hardware
    • 2-Pole/2-Zero Configurable
    • Nonlinear Control
  • Up to 16 MHz Error Analog-to-Digital Converter (EADC)
    • Configurable Resolution as Small as 1mV/LSB
    • Automatic Resolution Selection
    • Up to 8x Oversampling
    • Hardware-Based Averaging (up to 8x)
    • 14-Bit Effective Digital-to-Analog Converter (DAC)
    • Adaptive Sample Trigger Positioning
  • Up to 8 High Resolution Digital Pulse Width Modulated (DPWM) Outputs
    • 250-ps Pulse Width Resolution
    • 4-ns Frequency Resolution
    • 4-ns Phase Resolution
    • Adjustable Phase Shift Between Outputs
    • Adjustable Dead-band Between Pairs
    • Cycle-by-Cycle Duty Cycle Matching
    • Up to 2-MHz Switching Frequency
  • Configurable PWM Edge Movement
    • Trailing Modulation
    • Leading Modulation
    • Triangular Modulation
  • Configurable Feedback Control
    • Voltage Mode
    • Average Current Mode
    • Peak Current Mode Control
    • Constant Current
    • Constant Power
  • Configurable Modulation Methods
    • Frequency Modulation
    • Phase Shift Modulation
    • Pulse Width Modulation
  • Fast, Automatic, and Smooth Mode Switching
    • Frequency Modulation and PWM
    • Phase Shift Modulation and PWM
  • High Efficiency and Light Load Management
    • Burst Mode
    • Ideal Diode Emulation
    • Synchronous Rectifier Soft On/Off
    • Low IC Standby Power
  • Soft Start / Stop with and without Prebias
  • Fast Input Voltage Feed Forward Hardware
  • Primary Side Voltage Sensing
  • Copper Trace Current Sensing
  • Flux and Phase Current Balancing for Nonpeak Current Mode Control Applications
  • Current Share Bus Support
    • Analog Average
    • Master and Slave
  • Feature Rich Fault Protection Options
    • 7 High-Speed Analog Comparators
    • Cycle-by-Cycle Current Limiting
    • Programmable Fault Counting
    • External Fault Inputs
    • 10 Digital Comparators
    • Programmable Blanking Time
  • Synchronization of DPWM Waveforms Between Multiple UCD3138 family 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
    • 32KB of Program Flash
    • 2KB of Data Flash with ECC
    • 4KB of Data RAM
    • 4KB of Boot ROM Enables Firmware Boot-Load in the Field via I2C or UART
  • Communication Peripherals
    • I2C/PMBus
    • 2 UARTs on UCD3138RGC (64-Pin QFN)
    • 1 UART on UCD3138RHA/UCD3138RMH (40-Pin QFN) and UCD3138RJA (40-Pin VQFN)
  • Timer Capture with Selectable Input Pins
  • Up to 5 Additional General Purpose Timers
  • Built In Watchdog: BOD and POR
  • 64-Pin QFN and 40-Pin QFN Packages
  • Operating Temperature: –40°C to 125°C
  • Fusion Digital Power Studio GUI Support

The UCD3138 is a digital power supply controller offering superior levels of integration and performance in a single-chip solution. The flexible nature of the UCD3138 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 UCD3138 controller 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 by offering best-in-class development tools, including application firmware, Code Composer Studio™ software development environment, and TI’s power development GUI which lets customers configure and monitor key system parameters.

At the core of the UCD3138 controller are the digital control loop peripherals, also known as Digital Power Peripherals (DPPs). Each DPP implements a high-speed digital control loop consisting of a dedicated Error Analog-to-Digital Converter (EADC), a PID-based 2-pole/2-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 15 channels, timers, interrupt control, PMBus, 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 FDPP, 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, LLC and phase-shifted full bridge 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 UCD3138 is a digital power supply controller offering superior levels of integration and performance in a single-chip solution. The flexible nature of the UCD3138 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 UCD3138 controller 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 by offering best-in-class development tools, including application firmware, Code Composer Studio™ software development environment, and TI’s power development GUI which lets customers configure and monitor key system parameters.

At the core of the UCD3138 controller are the digital control loop peripherals, also known as Digital Power Peripherals (DPPs). Each DPP implements a high-speed digital control loop consisting of a dedicated Error Analog-to-Digital Converter (EADC), a PID-based 2-pole/2-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 15 channels, timers, interrupt control, PMBus, 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 FDPP, 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, LLC and phase-shifted full bridge 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.
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기술 자료

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* 데이터 시트 UCD3138 Highly Integrated Digital Controller for Isolated Power datasheet (Rev. J) PDF | HTML 2020. 10. 23
* 사용 설명서 UCD31xx Technical Reference Manual (Rev. E) PDF | HTML 2025. 2. 11
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애플리케이션 노트 UCD3138 Family - Practical Design Guideline (Rev. B) 2018. 11. 20
선택 가이드 Power Management Guide 2018 (Rev. R) 2018. 6. 25
애플리케이션 노트 Reduce Electrical Stresses in a PFC stage during an AC drop test with UCD3138 (Rev. A) 2018. 1. 11
기술 문서 Is integrated GaN changing the conventional wisdom? PDF | HTML 2016. 10. 7
아날로그 디자인 학술지 2Q 2016 Analog Applications Journal Issue 2016. 4. 26
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아날로그 디자인 학술지 4Q 2015 Analog Applications Journal 2015. 10. 30
아날로그 디자인 학술지 How to reduce current spikes at AC zero-crossing for totem-pole PFC 2015. 10. 30
사용 설명서 Bidirection DC-to-DC Converter User's Guide (Rev. A) 2015. 10. 27
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백서 LLC Converter Small Signal Modeling (PPT) 2015. 10. 2
기술 문서 The secret life of MOSFET/IGBT gate drivers PDF | HTML 2015. 9. 14
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아날로그 디자인 학술지 Fast input-voltage transient response with digitally-controlled isolated DC/DC 2015. 7. 24
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기술 문서 Is your power supply smart enough to be cool PDF | HTML 2015. 5. 21
애플리케이션 노트 UCD3138 Integral Branch of the PID Filter 2014. 10. 4
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애플리케이션 노트 UCD3138 PFC Tuning 2014. 3. 26
애플리케이션 노트 Designing a UCD3138 Controlled Single Phase PFC 2014. 3. 26
아날로그 디자인 학술지 2Q 2013 Issue Analog Applications Journal 2013. 4. 16
아날로그 디자인 학술지 Digital current balancing for an interleaved boost PFC 2013. 4. 16
애플리케이션 노트 Evaluating UCD3138 in Interleave PFC or Bridgeless PFC Configurations 2013. 3. 18
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애플리케이션 노트 PFC THD Reduction and Efficiency Improvement by ZVS or Valley Switching 2012. 4. 26

설계 및 개발

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The XDS560v2 is the highest performance of the XDS family of debug probes and supports both the traditional JTAG standard (IEEE1149.1) and cJTAG (IEEE1149.7). Note that it does not support serial wire debug (SWD).

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IDE, 구성, 컴파일러 또는 디버거

CCSTUDIO — CCStudio™ IDE(통합 개발 환경)

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FUSION_DIGITAL_POWER_API — TI Fusion API

Fusion Digital Power Studio는 Microsoft.NET 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(Fusion-API)에 기반을 두고 있으며, I2C/SMBus 통신을 처리하고 디바이스와 명령을 추상화합니다. 명령 읽기/쓰기, 전체 디바이스 구성 내보내기/가져오기, 펌웨어 다운로드, 보상 등의 일반적인 작업에 높은 수준의 인터페이스를 제공합니다.

지원되는 제품 및 하드웨어
애플리케이션 소프트웨어 및 프레임워크

UCD3138_FW_SDK — UCD3138 애플리케이션 개발 펌웨어 키트

UCD3138 펌웨어는 텍사스 인스트루먼트의 UCD3138 통합형 디지털 전원 컨트롤러 제품군을 위한 무료 소프트웨어 개발 키트입니다. 여기에는 디지털 전원 공급 장치 시스템의 빠른 평가 및 개발을 위해 가장 널리 사용되는 전원 공급 장치 토폴로지에 대한 지원 자료와 함께 펌웨어 개발 툴이 포함되어 있습니다:

    • PFC(역률 보정) 애플리케이션 개발 키트는 PFC 토폴로지에 기반을 둔 전원 공급 장치 설계에서 UCD 성능을 평가하는 간편한 방법을 제공합니다. 단상, 인터리브, 브리지리스 구성에서 구성을 제공하는 단일 소프트웨어 (...)
지원되는 제품 및 하드웨어
코드 예제 또는 데모

UCD-TRAINING-LABS — UCD Training Labs

UCD3138 integrated digital power controller training labs provides quick start learning tool for getting acquainted with digital controller. UCD3138 integrated digital controller offers advanced Power Peripherals operating autonomous from the processor. Device includes advanced Protection features, (...)
지원되는 제품 및 하드웨어
펌웨어

UCD3138FW-BIDI — Bi-Directional Firmware

UCD3138 non isolated bi-directional switching converter quickly gets a designer through evaluation to production in power supply designs based on a Wide Vin non isolated bi-directional topology by providing all-inclusive firmware with ZVS Transition mode support.

지원되는 제품 및 하드웨어
펌웨어

UCD3138FW-FBLLC — Full Bridge / Phase Shift LLC Firmware for UCD3138 in TIDA-00381

UCD3138 Phase Shift  LLC quickly gets a designer through evaluation to production in power supply designs based on a resonant LLC topology by providing firmware with ZVS operation and mode switching capability to achieve high efficiency across wider operating conditions.

The resonant LLC topology (...)

지원되는 제품 및 하드웨어
펌웨어

UCD3138FW-HSFB — HSFB Firmware

UCD3138 Hard Switched Full Bridge (HSFB) topology firmware gets a designer through evaluation to production in power supply designs based on high power Hard Switched Full Bridge topology by providing all-inclusive firmware with input voltage feed forward, copper trace current sensing, on the fly (...)

지원되는 제품 및 하드웨어
펌웨어

UCD3138FW-PFC — PFC Firmware

UCD3138 Power Factor Correction (PFC) firmware gets a designer through evaluation to production in power supply designs based on a PFC topology by providing all-inclusive firmware that can integrate easily with your housekeeping functionality.

지원되는 제품 및 하드웨어
펌웨어

UCD3138FW-PSFB — Phase Shifted Full Bridge Firmware

UCD3138 Phase Shift Full Bridge quickly gets a designer through evaluation to production in power supply designs based on high power PSFB topology by providing all-inclusive firmware with peak current mode control support, adaptive dead time optimization and programmable slope compensation.

지원되는 제품 및 하드웨어
펌웨어

UCD3138FW_LLC — LLC Half bridge Firmware

UCD3138 Resonant LLC Programmer quickly gets a designer through evaluation to production in power supply designs based on a resonant LLC topology by providing  firmware with ZCS protection and mode switching capability to achieve high efficiency across wider operating conditions. The sunflower (...)

지원되는 제품 및 하드웨어
지원 소프트웨어

FUSION-DIGITAL-POWER-STUDIO — Fusion Digital Power Studio 3.0.77

Fusion Digital PowerTM Studio에는 텍사스 인스트루먼트의 UCD3138 통합형 디지털 컨트롤러 제품군을 위한 소프트웨어 툴이 포함되어 있습니다.   Fusion Digital Power는 전원 공급 장치 엔지니어가 복잡한 프로그래밍 기술을 학습하지 않고도 디지털 파워의 이점을 활용할 수 있도록 지원합니다. Fusion Digital Power는 평가 단계, 개발 단계 및 설계의 테스트 단계를 지원하는 직관적인 툴입니다.

Fusion Digital Power는 엔지니어가 디지털 전원 공급 장치 설계 시스템의 평가 (...)

지원되는 제품 및 하드웨어
지원 소프트웨어

FUSION-PRODUCTION-GUI — Fusion Digital Power Production Tool

Fusion Digital Power Production Tool(생산 GUI)은 펌웨어 다운로드, 펌웨어 업그레이드, 구성, 보정 및 테스트 용도로 사용되는 GUI(그래픽 사용자 인터페이스)입니다.  이 명령 기반 인터페이스를 이용하면 생산 환경에서 UCD 플래싱 절차의 원활한 통합이 가능합니다.

생산 GUI는 Fusion Digital Power Studio& trade, 소프트웨어와 동일한 장치를 지원합니다.  이 도구는 일반적으로 제조 및 생산 환경에서 사용됩니다.  사용 설명서는 GUI의 "도움말" (...)
지원되는 제품 및 하드웨어
시뮬레이션 모델

UCD3138 IBIS Model

SLUM586.ZIP (10 KB) - IBIS 모델
지원되는 제품 및 하드웨어

많은 TI 레퍼런스 설계에는 UCD3138이(가) 포함됩니다.

레퍼런스 디자인 선택 툴을 사용하여 애플리케이션 및 매개 변수에 가장 적합한 설계를 검토하고 식별할 수 있습니다.
패키지 핀 CAD 기호, 풋프린트 및 3D 모델
VQFN (RGC) 64 Ultra Librarian
WQFN (RMH) 40 Ultra Librarian
VQFN (RJA) 40 Ultra Librarian
VQFN (RHA) 40 Ultra Librarian
TI의 평가 항목에 대한 표준 약관이 적용됩니다.

주문 및 품질

권장 제품에는 본 TI 제품과 관련된 매개 변수, 평가 모듈 또는 레퍼런스 디자인이 있을 수 있습니다.

지원 및 교육

TI 엔지니어의 기술 지원을 받을 수 있는 TI E2E™ 포럼

포럼 주제 모두 보기(영문)

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