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

FaultMuxRegs.DCOMPCTRL0.bit.COMP_POL = 1;

上述代码配置为数字比较器的输入高于参考量后才会触发。

FaultMuxRegs.DCOMPCTRL0.bit.THRESH = 850;

参考量设置为850。如果输入量选择为绝对值量，则当Vd 电压大于850×1.5625mV/bit =1.33V 时便会触发数字比较器。

FaultMuxRegs.DPWM0FLTABDET.bit.DCOMP0_EN=1;

上面代码配置为，数字比较器触发后立即关断DPWM0A 和DPWM0B。

1.4 数字比较器的实际应用结果

实际调试时，图1 的Vd 处外接一个可调电压，并由0V 慢慢增大。可以观察到，当电压超过1.33V 后，驱动信号便立即被关闭，符合预期，如下图3(CH3 为Vd 电压，CH2 为DPWM0B)。

Figure 3. 数字比较器触发后关闭DPWM0B

1.5 数字比较器的实际应用结果

实际应用中需要注意EADC 的饱和问题。

上文1.2 节提到，EADC 的输出有一定的范围，当输入过大或过小时，EADC 的输出会固定在其上限工字电感器或下限，此时便是EADC 处于了饱和状态。仍以上面提到的实验为背景进行说明，其中AFE的增益设置为1。

当 Vd 电压为554mV 时，绝对值量预计为355(因为554/1.5625≈ 355)，EADC 的输出预计为613(参考1.2 节最后的等式)。而实际读取发现，绝对值量为588，EADC 的输出为248，这与设想完全不同。分析原因可知，此时EADC 已经处于了正向饱和，输出的上限为248。

Figure 4. EADC 正向饱和

同样地，当 Vd 电压为1.64V 时，绝对值量预计为1050(因为1640/1.5625≈ 1050)，EADC 的输出预计为-473(参考1.2 节最后的等式)。而实际读取发现，绝对值量为911，EADC 的输出为-256，这与设想也是完全不同。分析原因亦可知，此时EADC 已经处于负向饱和，输出的下限为-256。

Figure 5. EADC 负向饱和

综合上面分析可知，在DAC 的值固定后，绝对值量存在一个范围，该范围与AFE 的增益有直接关系，如下表所示。

Table 1. 绝对值量范围和AFE 增益的关系

可以观察到，如果AFE 的增益设置为8，DAC 的值为747 时，绝对值的范围是727~767。此时，如果计划让数字比较器在Vd 为1.33V 时触发，则其参考值需要设置为850。然而，数字比较器的另一端(输入为绝对值)最大仅为767，因此数字比较器将没有机会被触发。

实际应用中，设置数字比较器的参考值时需要考虑AFE 共模电感的增益，以防止因EADC 提前饱和导致其输出被钳制而无法触发数字比较器。

2、UCD3138 的内部模数转换器ADC15

UCD3138 芯片内部共有16 个模数转换器，其中ADC15 可以在芯片内部连接到AFE 模块的EAP或EAN 引脚。实际应用中，ADC15 可以用来检测系统的反工字电感器馈电压，在软件中可以还原出实际的输出电压。

2.1 ADC15 的配置

UCD3138 芯片内部的ADC15 可以连接到任意一个AFE 模块的EAP 或EAN 引脚，完成模拟信号的数字化。在应用时，与其它ADC 的配置方式非常相似，唯一的差别是需要配置ADC15 到指定的AFE。

下面三行代码是完成ADC15 与AFE 的关联。其中，AFE_MUX_CH_SEL 为1 是指ADC15 连接到AFE0;AFE_VIN_MUX 为0 是指ADC15 连接到EAP 引脚。

MiscAnalogRegs.AFECTRL.bit.AFE_MUX_SEL=3;

MiscAnalogRegs.AFECTRL.bit.AFE_VIN_MUX=0;

MiscAnalogRegs.AFECT节能灯电感器RL.bit.AFE_MUX_CH_SEL=1;

综合上述配置，ADC15 是连接到了AFE0 的EAP 引脚，即可以检测图1 中的Vd 电压。

2.2 实验结果

如图 4，当Vd 为554mV 时，ADC15 的结果(adc_values.Vout)为902。二者近似符合下面的等式：

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