数字电源控制器UCD3138 内部集成有 4 个数字比较器，能够灵敏装备其输入端和参阅值。模仿前端(AFE)模块的绝对值量和EADC 的输出都能够作为数字比较器的输入，因而运用数字比较器能够完结对体系输出电压的毛病响应与维护。UCD3138 内部集成有 16 个模数转化器(ADC)，其间名称为 ADC15 的模数转化器不对外部敞开，能够用来检测 3 个AFE 模块中任何一个的 EAP 或 EAN 引脚，完结对体系输出电压的准确收集，终究能够完结对输出电压的毛病响应与维护。
1、UCD3138 的数字比较器
UCD3138 内部集成有4数字比较器，能够以AFE 的绝对值量或许差错值为输入端，灵敏装备参阅值，终究完结对体系输出电压毛病(过压，欠压等)的快速响应与维护。
1.1 数字比较器的硬件电路简介
图 1 所示的是UCD3138 芯片内部模仿前端(Analog Front End，AFE)的框图。输出电压在分压后以差分信号的方法进入到AFE 模块，与参阅电压(DAC0 的输出值)比较后得到差错信号(模仿量);该差错信号在模数转化后变为数字量，然后输入到数字环路补偿模块(Filter)。
Figure 1. UCD3138 AFE 模块框图
为丰厚使用的灵敏性，用户设置的参阅值(数字量)与EADC 的输出值(数字量)相加后生成一个叫做“ 绝对值量(absolute value)” 的数字信号，能够表征实践收集到的电压信息(即Vd 的值)。
UCD3138 的数字比较器就是以数字差错信号(B 点值)或绝对值量(C 点值)作为一个输入端，参阅电压值(用户能够自行设置)为另一个输入端所组成，触发后能够装备其关断任何一路DPWM。
UCD3138 中有3 个AFE 模块，相同地，也有4 个数字比较器。
1.2 数字比较器触及的要害寄存器
1.2.1 EADC的输出
EADC 的输出是参阅电压与输入模仿量相减后的值在数字化之后的信息量，即数字差错量，其规模与AFE 本身的增益有直接联系。例如，当增益值设置为1 时，其输出规模是+248~-256;而增益设置为8 时，输出规模是+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，分辨率为1mV/bit。
1.2.2 DAC的输入
DAC 的输出即为体系的参阅电压。在UCD3138 的实践使用中，用户能够设置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。分辨率为1.5625mV/bit。
1.2.3 绝对值量
寄存器 EADCVALUE 的第16~25 位(共10bit，名称为ABS_VALUE)保存的就是绝对值量，分辨率为1.5625mV/bit。
上文说到，绝对值量是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直接相加，由于其分辨率不同。事实上，上述三个数字量所各自表征的模仿量存在等式联系。
例如，某条件下，EADC 的输出(ERROR_VALUE)为192;DAC 的输入为747;绝对值量(ABS_VALUE)为624，如下图2 所示。
Figure 2. Memory Debugger 中读取到的寄存器值
明显，747-624=123≠ 192。可是，各自的模仿量则满意等式联系，如下：
► EADC 的输出192 对应的模仿量为192×1mV/bit=192mV;
► DAC 的输入747 对应的模仿量为 747×1.5625mV/bit=1167.1875mV;
► 绝对值量624 对应的模仿量为 624×1.5625mV/bit=975mV;
◎ 终究，1167.1875-975=192.1875≈ 192.
或许，三个数字量能够在添加衰减系数后存在如下等式联系：
1.3 数字比较器的软件装备
在程序初始化阶段，能够完结对数字比较器的装备。以装备数字比较器0 为例，首要代码如下：
FaultMuxRegs.DCOMPCTRL0.bit.CNT_THRESH = 1;
上述代码装备只需触发一次数字比较器就会发生一个fault。
FaultMuxRegs.DCOMPCTRL0.bit.FE_SEL = 0;
上述代码装备数字比较器的输入为AFE0 的绝对值量。也能够装备为EADC 的输出。别的，其他两个AFE 的绝对值量和EADC 的输出也能够装备为数字比较器0 的输入。
FaultMuxRegs.DCOMPCTRL0.bit.COMP_POL = 1;
上述代码装备为数字比较器的输入高于参阅量后才会触发。
FaultMuxRegs.DCOMPCTRL0.bit.THRESH = 850;
参阅量设置为850。假如输入量挑选为绝对值量，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;
上面代码装备为，数字比较器触发后当即关断DPWM0A 和DPWM0B。
1.4 数字比较器的实践使用成果
实践调试时，图1 的Vd 处外接一个可调电压，并由0V 渐渐增大。能够观察到，当电压超越1.33V 后，驱动信号便当即被封闭，契合预期，如下图3(CH3 为Vd 电压，CH2 为DPWM0B)。
Figure 3. 数字比较器触发后封闭DPWM0B
1.5 数字比较器的实践使用成果
实践使用中需求留意EADC 的饱满问题。
上文1.2 节说到，EADC 的输出有必定的规模，当输入过大或过小时，EADC 的输出会固定在其上限或下限，此刻就是EADC 处于了饱满状态。仍以上面说到的试验为布景进行阐明，其间AFE的增益设置为1。
当 Vd 电压为554mV 时，绝对值量估计为355(由于554/1.5625≈ 355)，EADC 的输出估计为613(参阅1.2 节最终的等式)。而实践读取发现，绝对值量为588，EADC 的输出为248，这与想象彻底不同。剖析原因可知，此刻EADC 现已处于了正向饱满，输出的上限为248。
Figure 4. EADC 正向饱满
相同地，当 Vd 电压为1.64V 时，绝对值量估计为1050(由于1640/1.5625≈ 1050)，EADC 的输出估计为-473(参阅1.2 节最终的等式)。而实践读取发现，绝对值量为911，EADC 的输出为-256，这与想象也是彻底不同。剖析原因亦可知，此刻EADC 现已处于负向饱满，输出的下限为-256。
Figure 5. EADC 负向饱满
归纳上面剖析可知，在DAC 的值固定后，绝对值量存在一个规模，该规模与AFE 的增益有直接联系，如下表所示。
Table 1. 绝对值量规模和AFE 增益的联系
AFE GainDAC ValueEADC ValueAbsolute Value
1x+248 to -256(x-159) to (x+164)
2x+124 to -128(x-79) to (x+82)
4x+62 to -64(x-40) to (x+41)
8x+31 to -32(x-20) to (x+20)
能够观察到，假如AFE 的增益设置为8，DAC 的值为747 时，绝对值的规模是727~767。此刻，假如方案让数字比较器在Vd 为1.33V 时触发，则其参阅值需求设置为850。但是，数字比较器的另一端(输入为绝对值)最大仅为767，因而数字比较器将没有机会被触发。
实践使用中，设置数字比较器的参阅值时需求考虑AFE 的增益，以避免因EADC 提早饱满导致其输出被胁迫而无法触发数字比较器。
2、UCD3138 的内部模数转化器ADC15
UCD3138 芯片内部共有16 个模数转化器，其间ADC15 能够在芯片内部衔接到AFE 模块的EAP或EAN 引脚。实践使用中，ADC15 能够用来检测体系的反应电压，在软件中能够复原出实践的输出电压。
2.1 ADC15 的装备
UCD3138 芯片内部的ADC15 能够衔接到恣意一个AFE 模块的EAP 或EAN 引脚，完结模仿信号的数字化。在使用时，与其它ADC 的装备方法十分类似，仅有的不同是需求装备ADC15 到指定的AFE。
下面三行代码是完结ADC15 与AFE 的相关。其间，AFE_MUX_CH_SEL 为1 是指ADC15 衔接到AFE0;AFE_VIN_MUX 为0 是指ADC15 衔接到EAP 引脚。
MiscAnalogRegs.AFECTRL.bit.AFE_MUX_SEL=3;
MiscAnalogRegs.AFECTRL.bit.AFE_VIN_MUX=0;
MiscAnalogRegs.AFECTRL.bit.AFE_MUX_CH_SEL=1;
归纳上述装备，ADC15 是衔接到了AFE0 的EAP 引脚，即能够检测图1 中的Vd 电压。
2.2 试验成果
如图 4，当Vd 为554mV 时，ADC15 的成果(adc_values.Vout)为902。二者近似契合下面的等式：
如图5，当Vd 为1.64V 时，ADC15 的成果(adc_values.Vout)为2681。二者近似契合下面的等式：
上述物理值与数字量之间的不同，首要是测量差错导致。
3、UCD3138 的内部模数转化器ADC15
UCD3138 芯片内部的数字比较器和模数转化器ADC15 都能够用来处理与输出电压相关的作业。
其间，数字比较器装备之后能够完结对输出电压过压或欠压等的快速响应与维护;ADC15 装备之后能够准确的收集输出电压信息，然后凭借软件设计相同能够完结对输出电压的毛病维护。
4、参阅文献
1. UCD3138 datasheet, Texas Instruments Inc.
2. UCD31xx Fusion Digital Power Peripherals Programmer’s Manual, Texas Instruments Inc.
3. UCD31xx Miscellaneous Analog Control _MAC_, Texas Instruments Inc.
