UCD9246 2MHz、4 轨、6 相数字 PWM 降压控制器技术手册

UCD9246 是一款多轨、多相同步降压数字 PWM 控制器，专为非隔离式 DC/DC 电源应用而设计。该器件将用于 DC/DC 回路管理的专用电路与闪存和串行接口集成在一起，以支持可配置性、监控和管理。

该 UCD9246 旨在为非隔离式 DC/DC 转换器应用提供各种理想的功能，同时通过减少外部电路来最大限度地减少系统组件总数。该解决方案将多回路管理与排序、裕度、跟踪和智能相位管理集成在一起，以优化整体系统效率。此外，还支持环路补偿和校准，无需添加外部元件。
*附件：数字 PWM 系统控制器 - UCD9246 数据表.pdf

为了便于配置器件，提供了 Texas Instruments Fusion Digital Power Designer。这种基于 PC 的图形用户界面为设备提供了直观的界面。该工具允许设计工程师为应用配置系统运行参数，将配置存储到片上非易失性存储器中，并观察每个功率级输出的频域和时域仿真。

TI 还开发了多种互补的功率级解决方案，从 UCD7k 系列中的分立驱动器到 PTD 系列中经过全面测试的动力总成模块。这些解决方案旨在补充 UCD9k 系列系统电源控制器。

特性

• 完全可配置的多输出和多相非隔离 DC/DC PWM 控制器
• 控制多达 4 个电压轨和多达 6 个相位
• 支持高达 2MHz 的开关频率和 250 ps 的占空比分辨率
• 高达 1mV 的闭环分辨率
• 硬件加速、3 极点/3 零点补偿器，具有非线性增益，可改善瞬态性能
• 支持多种软启动和软停止配置，包括预偏置启动
• 支持电压跟踪、裕度调节和排序
• 支持多相功率级的电流和温度平衡
• 支持多相功率级的相位增加/脱落
• 同步输入/输出引脚可调整多个 UCD92xx 器件之间的 DPWM 时钟
• 电源参数的 12 位数字监控，包括：
  • 输入/输出电流和电压
  • 每个功率级的温度
• 多级过流故障保护：
  • 外部电流故障输入
  • 快速过流保护
  • 电流持续数字监控
• 过压和欠压故障保护
• 过温故障保护
• 具有纠错码 （ECC） 的增强型非易失性存储器
• 该器件采用单电源供电，内置稳压控制器，允许在较宽的电源电压范围内工作
• 由 Fusion Digital Power Designer 提供支持，这是一款基于 PC 的全功能设计工具，用于仿真、配置和监控电源性能
• 应用
  • 工业/ATE
  • 联网设备
  • 电信设备
  • 服务器
  • 存储系统
  • FPGA、DSP 和存储能力

参数

方框图

一、产品概述

• ‌产品名称‌：UCD9246
• ‌类型‌：多轨、多相非隔离DC/DC PWM控制器
• ‌特点‌：
  • 全配置多输出、多相非隔离DC/DC PWM控制器
  • 支持高达2MHz的开关频率，具有250ps的占空比分辨率
  • 集成闪存和串行接口，支持配置、监控和管理
  • 支持多种软启动和软停止配置，包括预偏置启动
  • 支持电压跟踪、裕量和序列
  • 支持多相电源阶段的相位添加/移除

二、封装与引脚

• ‌封装类型‌：64引脚QFN
• ‌主要引脚功能‌：
  • CS-xA：电源阶段xA的电流感应输入
  • Vin/Iin：输入电压/电流感应输入
  • Vtrack：电压跟踪输入
  • Temperature：温度感应输入
  • V33D/V33A/V33DIO：数字3.3V电源输入
  • DGNDx：数字地
  • nRESET：低电平设备复位输入
  • FLT-xA：外部故障输入xA
  • PMBus_Clock/Data/Alert/Cntl：PMBus接口
  • DPWM-xA：数字脉冲宽度调制器输出xA
  • SRE-xA：同步整流器使能输出xA
  • TMUX-x：温度多路复用器选择输出Sx
  • TDI/Sync_In/TDO/Sync_Out：JTAG/同步输入输出
  • TMS/PGood：JTAG测试模式选择/电源良好指示
  • nTRST：JTAG测试复位

三、电气特性

• ‌电源电压‌：V33D/V33A/V33DIO 3.0V至3.6V
• ‌工作结温范围‌：-40°C至125°C
• ‌供电电流‌：IV33D 40mA至55mA（存储配置参数时）
• ‌ADC特性‌：12位分辨率，转换时间3.84μs
• ‌PMBus/I2C/SMBus接口‌：支持高达1MHz的通信频率

四、功能特点

• ‌多轨多相控制‌：支持多达4个电压轨和6个相位
• ‌高精度监控‌：1mV闭环分辨率，12位数字监控
• ‌灵活配置‌：通过PMBus接口进行配置和监控
• ‌硬件加速补偿器‌：3极点/3零点IIR补偿器，改善瞬态性能
• ‌故障保护‌：多级过流保护、过压/欠压保护、过温保护
• ‌自动系统识别‌：支持自动测量开环增益和稳定性裕量
• ‌数据记录‌：非易失性存储器记录峰值温度和电流测量值及故障历史

五、应用信息

• ‌推荐应用‌：工业/ATE、网络设备、电信设备、服务器、存储系统、FPGA/DSP和内存电源
• ‌设计支持‌：提供TI Fusion Digital Power™Designer工具，支持图形化配置和仿真

六、文档支持

• 提供了详细的数据表、引脚功能描述、电气特性和应用信息
• 支持TI的参考设计和设计资源，方便系统集成和测试