UCC2870初級(jí)控制反激式電源控制器啟動(dòng)性能分析

　　摘要

　　UCC28700器件是一款初級(jí)控制反激式電源控制器，支持恒壓與恒流調(diào)整。該器件不僅可針對(duì)電壓及電流調(diào)整提供高分辨率，而且還具有極低的無負(fù)載功耗以及良好的啟動(dòng)性能，非常適合低功耗適配器及輔助電源應(yīng)用。與同類競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品相比，UCC28700器件不僅具有更好的性能，而且所需的VDD電容器容量更小?？蛻艨赡苡龅竭^UCC28700器件無法啟動(dòng)恒流滿負(fù)載、但可啟動(dòng)電阻滿負(fù)載的情況。其真正的原因是VDD電容器的值不夠，而且初級(jí)峰值電流設(shè)計(jì)得太小。本文將探討初級(jí)峰值電流和VDD電容器的設(shè)計(jì)，并將用實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證理論分析。

　　1.介紹

　　UCC28700是一款恒壓、恒流反激式控制器，無需使用光耦合器便可實(shí)現(xiàn)一次側(cè)穩(wěn)壓。圖1是UCC28700的應(yīng)用電路。

　　圖1：UCC28700應(yīng)用電路

　　在圖1中：

　　RSTR 是高電壓?jiǎn)?dòng)電阻;

　　CDD 是 VDD 引腳上的蓄能電容器;

　　RS1 是高側(cè)反饋電阻;

　　RS2 是低側(cè)反饋電阻;

　　RCBC 是可編程線纜補(bǔ)償電阻;

　　RCS 是初級(jí)峰值電流編程電阻;

　　RLC 是 MOSFET 關(guān)斷延遲的補(bǔ)償編程電阻。

　　初級(jí)峰值電流是UCC28700在恒流滿負(fù)載條件下啟動(dòng)的一個(gè)重要因素。接下來將我們將進(jìn)行詳細(xì)分析。

　　2.分析

　　圖2是UCC28700的二次側(cè)電路，IS=IC+IL。如果在啟動(dòng)開始時(shí)UCC28700器件的負(fù)載是電阻，則VO會(huì)從零上升，而且 IL 已經(jīng)足夠低了，無需高Is。但如果該器件的負(fù)載是恒流，而且負(fù)載電流較大，就需要高IS來使IC保持為正，以縮短輸出電壓從0上升到VOCC所需的時(shí)間。VOCC是最低目標(biāo)轉(zhuǎn)換器輸出電壓，它會(huì)讓輔助匝電壓等于 VDD引腳上的UVLO關(guān)斷電壓。

　　圖2：UCC28700二次側(cè)電路

　　對(duì)于CDD、CO和變壓器而言，可提供下列等式。等式4中提供了1mA的電流裕度。

　　注：NP是變壓器的一次匝數(shù)，NS是二次匝數(shù)，NA是輔助匝數(shù)。

　　其中：

　　?VDD(off)是UVLO關(guān)斷電壓。

　　?VDD(on)是UVLO開啟電壓。

　　?Irun是UCC28700工作時(shí)VDD引腳上的電源電流。

　　?VDD是CDD電壓。

　　?ΔVDD是CDD上降低的電壓。

　　?ta是輸出電壓從0上升到VOCC時(shí)所用的時(shí)間。

　　根據(jù)上述等式，如果IS值為低，IC就將為小，因此輸出電壓上升到VOCC所需的時(shí)間ta就會(huì)較長(zhǎng)。但在這段時(shí)間里，VDD可能會(huì)下降至VDD(off) 以下，而且UCC28700器件可能會(huì)進(jìn)入U(xiǎn)VLO狀態(tài)，停止開關(guān)。隨后通過RSTR的電流可為CDD充電。在VDD比VDD(on)高時(shí)，該器件會(huì)重新啟動(dòng)。盡管故障啟動(dòng)會(huì)繼續(xù)，但UCC28700器件無法進(jìn)入正常狀態(tài)。

　　在等式4中，如果CDD足夠大，ΔVDD對(duì)于特定ta而言將為小。因此，大容量CDD值和高初級(jí)峰值電流會(huì)讓 UCC28700順利啟動(dòng)。但是，大容量CDD值意味著較高價(jià)格和較大尺寸，而且高初級(jí)峰值電流會(huì)增大功耗及變壓器尺寸。因此選擇CDD和初級(jí)峰值電流需要進(jìn)行權(quán)衡。

　　在正常工作中，VDD由輔助繞組電壓決定。如果VO達(dá)到其最大值，VDD也會(huì)達(dá)到其最大值。該關(guān)系如等式6所示。

　　從等式2、3和6可以看出，如果NA增大，ta就會(huì)減少，這將有利于UCC28700的啟動(dòng)。因此NA也應(yīng)該選擇較大值，同時(shí)還必須為VDD提供電壓裕度。