交互式正激电路拓扑及其优点UCC28220

互式正激电路拓扑及其优点
新世纪不少公司都设计出了两相交互式的正激电路的DC/DC变换器,它的优势在于它可以充分地利用的输入泸波器及输出泸波器,减小输入电流的纹波,减小输出电流的纹波,同时使适应小功率的输入泸波扩大一倍的传送功率的能力,减少了输入输出泸波电容RMS电流,这也就提高了电源的功率密度降低了成本。
Ucc28220/28221即是一款专门为此设计的控制IC,现在来介绍分析其应用,并给出一款设计范例。
Ucc28220/28221是采用Bi CMOS工艺设计制造的一款IC,共有两个独立的控制通道,采用峰值电流式控制,以确保两通道的均衡,共享一套振荡器,在同频率下工作,但驱动脉冲的相位相差180℃,两通道的最大占空比箝制可以到60~90%.正常工作时控制在40~50%.Ucc28220的起动UVLO10V,工作于12VVDD之下.Ucc2822113V起动8V关断,其它特还有可调内部斜率补偿,它可以确保以相同斜率加到每一通道.起动可适于通讯系统直接设110V内部JFET起动电流源.(此技术仅UCC28221).
首先介绍IC各引脚功能.
VDD.IC的供电端子,内部有监视此电压UVLO电路,这一特性用于确保起动过程没有误操作,直到VDD电压达到UVLO值。此前为低功耗状态,仅要大约150uA电流,同时,强制SS.CS1,CS2 OUT1OUT2为电平状态。当起动后如果VDD又降到8V以下,则IC重新回到低功耗状态.
V1N.(仅UCC28221.该端子内有一高压JFET用于起动.其漏极直接引出接外部高压源,而其源极接到VDD,起动过程中,JFET给出12mA电流到VDD,给其旁路电容充电,当VDD达到13V时,IC起动,同时JFET关断。
CS1CS2此二个端子为电流检测输入,在此信号送达PWM比较器之前,内部为0.5V以下,斜率补偿的斜波加到此端子。线性工作范围为0~1.5V,每次其各自输出为低电平时,此端电平也被拉到地。
SLOPE.此端设置一个电流用于斜率补偿的斜波,接一电阻到地设置这个电流,内部分成1/25后给内部10pf电容充电,在正常工作时,此端电压约为2.5V.
SS.接一电容地设置软起动时间,给IC作软起动,从此端源出或漏入电流等于CHG端电阻
设定的振荡器充电电流的三分之一或七分之一。软起动电容在UVLO及线路OV-UV时为低电平。一旦OVUV故障出现,软起动电容放电保持低电平,故障期间,此电容不会快速放电,用此方式,控制器能快速地恢复。此端还可用于使能/禁止的控制。
CHG.从此端接一电阻到地,设置给内部CT电容充电,以决定IC工作频率,再用一电阻接到DISCH端用于设置频率及最大占空比,正常工作时,其电压约2.5V.
DISCH.从此端接一电阻到地,设置内部C7的放电电流,再用一电阻接到CHG设置频率及最大占空比。正常工作时电压约2.5V.
OUT1OUT2.这是与外部MOSFET驱动器接口的PWM输出缓冲器,输出驱动能力为33mA.输出阻抗100Ω.电平在VREFGND.
L1NE OV此端接内部比较器,用于监视线路电压用于过压保护电压为1.26V
L1NE UV,此端接内部比较器用于欠压,典型值为1.26V.
L1NEHYST.此端控制L1NEOVL1NEUV端,掌握两者窗口阈值.
REF,基准电压为3.3V,给两输出供电,也给IC内其它电路供电。设置短路保护为改善噪声免除推荐外部最少用0.1uf电容旁路到地。
IC电路介绍
该器件由几个能更好地管理好两个斜率补偿的交互PWM的通道方框组成.电路在VDD8V~14V电压供电下运行,UCC28221多一个JFET起动电路其它部分相同。
Ucc28220/28221是一款初级侧控制电路,交互地控制两个通道的功率变换,器件用于正激及反激拓扑均可,有从60%~90%的最大占空比,增加辅助驱动即可实现有源箝位控制方式,也可以采用RCD箝位或谐振式复位的正激电路,为确保两信道均衡整个变换器输出电流,使用了电流型控制,用了内部斜率补偿,它让用户可设置超过501范围的能力,以确保宽范围应用及小信号时的稳定。
线路过压及欠压的确定
在线路电压超出工作范围时,IC有三个端子处理开启,关断及软起动,过压点,欠压点及窗口阈值可以用外部电阻来精确设置。图1及图2展示出细节,由下面几个公式表示出来:
V1=1.26×            +1.26
V2=1.26×                      Rx=R411(R2+R3)
V4=1.26×
V3=V4-1.26×(  )
过压,欠压的窗口,可用V2-V1V4-V3计算,R4设置窗口的总量.下面的数值即为所求出的各组件值.
由于在VDD的电容中要储存所需能量,要足够的电解电容,为了噪声免除要并一支0.1uf电容旁路,在多数场合,对MOSFET的驱动器的偏置电压也要接于VDD,因此从输入电压接一串联电阻到此端用于起动(Ucc28220.
基准电压
此端加一较大旁路电容,用于噪声免除,推荐为0.1uf.
振荡器及最大占空比设置
振荡器采用内部电容给两个PWM通道产生时基,振荡频率可从200KHz调到2MHz,占空比范围可从20%~80%.调节两个PWM频率为振荡器的1/2,死区时间亦是。20%振荡器占空比对应60%的最大占空比输出。80%振荡器占空比对应90%的最大占空比输出。
设计计算公式如下:
fosc=2fout
DMAX(osc)=1-2×[1-Dmax(out)]
RCHG=Kosc
RDVSCHG=Kosc
此处,Kosc=2×1010Ω/S.fout=芯片输出的频率
DMAX(out)=芯片输出的最大占空比限制
DMAX(osc)=芯片振荡器的最大占空比输出
Fosc=振荡器频率
RcHG=外振荡器电阻设置充电电流用
RDISCHG=外振荡器电阻设置放电电流用
起动JFET部分
内部一支110VJFET放入可从36~75V通信电压作输入源,当VDD13V时,JFET导通,作为电流源给VDD电容充电作偏置源。此时,VDD13V时,器件起动,输出,同时JFET关断,而当VDD减到10V以下,器件输出终止。见图2,Ucc28220没有此部分。

本文发布于:2024-09-21 14:31:54,感谢您对本站的认可!

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