UCC28060EVM 300W 交錯式PFC 預(yù)調(diào)節(jié)器

　　UCC28060 是一款雙相、轉(zhuǎn)移模式功率因數(shù)校正 (PFC) 預(yù)調(diào)節(jié)器。UCC28060EVM 是一個具有 390V、300W 直流輸出的評估板 (EVM)，其可以在 85 VRMS 到 265VRMS 的通用輸入電壓范圍內(nèi)工作，并提供功率因數(shù)校正功能。

　　1 描述

　　該預(yù)調(diào)節(jié)器采用 UCC28060 PFC 交錯式控制器將輸入電流波形成形，以提供功率因數(shù)校正功能。該器件采用德州儀器 (TI) 的 Natural Interleaving? 技術(shù)來交錯升壓相位。

　　本用戶指南給出了單面印刷電路板應(yīng)用的原理圖、材料清單、裝配圖以及評估典型 PFC 應(yīng)用中 UCC28060 所需的測試設(shè)置信息。

　　2 散熱要求

　　該評估板可在環(huán)境溫度為 25℃ 下工作，功率高達 300W，而無需外部制冷。

　　3 電氣特性

　　表 1 對UCC28060EVM 的電氣規(guī)范進行了總結(jié)。

　　4 原理圖

　　圖 1 和圖 2 顯示了該 EVM 的原理圖。如欲了解具體的值，請參見材料清單。為了評估電感紋波電流，可以將跳線 JP8 與 JP9 去掉，然后用電流環(huán)路取而代之。

圖 1 交錯式 PFC 功率級

圖 2 控制器電路

　　5 測試設(shè)置與上電/斷電說明

　　為了盡可能安全地對這種電路板進行評估，應(yīng)使用下列測試配置：

　　·在電源和元件之間連接一個隔離變壓器。
　　·在向 EVM 供電以前，應(yīng)將一個電壓表和一個阻性或電子負載加至元件的輸出端。

　　需要一個獨立的 13V 偏置電源為 UCC28060 控制電路提供電力。在無負載條件下，該器件將會啟動。然而，為了安全起見，在為其上電之前應(yīng)將一個負載連接至該器件的輸出端。當(dāng)正在為該器件供電或輸出電壓高于 50V 時，千萬不要對其進行處理。如欲了解建議測試設(shè)置圖，請參見圖 3。

　　注意
　　電路板上有非常高的電壓且組件溫度可以達到 100℃ 以上，因此在處理 EVM 時請小心謹慎。
 

圖 3 測試設(shè)置

　　6 典型的性能數(shù)據(jù)

　　圖 4 到圖 7 說明了UCC28060EVM 的性能數(shù)據(jù)。

圖 4 85VRMS 和 265VRMS 時的效率

　　UCC28060 控制 IC 具有提高輕負載效率的相位管理功能。為了說明輕負載效率，在 115VRMS 和 230VRMS 輸入電壓條件下相位管理功能為開啟和禁用時，對器件效率進行了測量。相位管理功能將輕負載效率提高了達 3%。

圖 5 115VRMS 時的效率（相位管理功能開啟和禁用）

圖 6 230VRMS 時的效率（相位管理功能開啟和禁用）

圖 7 電流諧波

　　6.1 滿負載時的輸出紋波電壓

　　圖 8 說明了輸出紋波電壓。
 

圖 8 VOUT 紋波、POUT=300W

　　6.2 輸入紋波電流消除

　　圖 9 到圖 14 顯示了輸入電流 (M1=IL1+IL2)、電感紋波電流 (IL1、IL2) 與調(diào)整后的線路電壓的關(guān)系曲線。從這些圖中，我們可以看到交錯式技術(shù)降低了由電感紋波電流引起的輸入紋波電流的振幅。

圖 9 85VRMS （線路電壓峰值）時的電感和輸入紋波電流

圖 10 85VRMS 輸入電壓（線路電壓一半）時的電感和輸入紋波電流

圖 11 265VRMS 輸入電壓（線路電壓峰值）時的電感和輸入紋波電流

圖 12 265VRMS 輸入電壓（線路電壓峰值一半）時的電感和輸入紋波電流

圖 13 VIN=85VRMS、POUT=300W 時的電感和輸入紋波電流

圖 14 VIN=265VRMS、POUT=350W 時的電感和輸入紋波電流

　　6.3 啟動特性

　　圖 15 和圖 16 說明了UCC28060EVM 的啟動特性。

圖 15 VIN=85VRMS、POUT=350W 時的啟動特性

圖 16 VIN=265VRMS、POUT=0W 時的啟動特性

　　6.4 系統(tǒng)掉電保護

　　UCC28060 具有掉電保護功能，當(dāng) VINAC 引腳檢測到過低的 RMS 輸入電壓時，其將關(guān)閉柵極驅(qū)動（GDA 和 GDB）。該 EVM 設(shè)計旨在探究線路電壓下降至 64 VRMS 以下時的掉電狀態(tài)。一旦 UCC28060 控制 IC 確定輸入處于掉電條件，一個 400ms 的定時器就開始允許在關(guān)閉柵極驅(qū)動器之前對線路進行恢復(fù)。400ms 掉電以后，兩個柵極驅(qū)動器均關(guān)閉，如圖 17 和圖 18 所示。

圖 17 85VRMS 時的系統(tǒng)掉電

圖 18 265VRMS 時的系統(tǒng)掉電

　　6.5 線路瞬態(tài)

　　利用參考設(shè)計中的一個交流電源對線路瞬態(tài)進行測試。線路電壓從 230VRMS 變?yōu)?115VRMS，然后再回到 230VRMS，此時，對每一種情況中的瞬態(tài)響應(yīng)進行評測。從 圖 19 中的示波器圖像可以看出輸出可以在滿負載時條件下的 300ms 時間內(nèi)從線路瞬態(tài)中恢復(fù)。
 

圖 19 線路瞬態(tài)，POUT=300W

　　7 參考設(shè)計裝配圖

　　圖 20 和圖 21 分別說明了 UCC28060EVM 的頂層和底層裝配。

　　注：電路板布局并非按比例繪制的，這些數(shù)字的意圖在于說明如何布局電路板，而不是用于制造 UCC28060EVM PCB 的。

圖 20 頂層裝配圖

圖 21 底層裝配圖

　　8 材料清單

　　表 2 列出了按照原理圖（見第四節(jié)）配置的 EVM 組件。