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采用外部电路改善UCC2806x的软启动性能

凭借其高效率、低纹波与优良电磁干扰  ( E M I )   性能的优势,U C C 2 8 0 6 0   和  U C C 2 8 0 6 1   ( U C C 2 8 0 6 x )   交错式功率因数校正  ( P F C )   控制器受到了众多客户的广泛青睐。然而,假如启动电流过大,电源很容易就会进入故障
保护状态甚至受损。此外,P F C   输出电压还应当是一个小的过冲电压,以改善开关组件及下游  d c / d c   转换器电路的安全性。

为了保持低的总成本并减少互连线的数量,U C C 2 8 0 6 x   未提供软起动  ( S S )   引脚。因此,针对器件的软起动 U C C 2 8 0 6 x   通常采用一个电压环路补偿电路。于是,需要在环路稳定性与按常规方式使用软起动技术之间进行权衡折衷。

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high-eff
LV.5
2
2012-09-17 09:08

UCC2806X的工作原理

UCC2806X包含用于两个升压脉冲调制(PWM)电源转换器的控制电路。升压PWM电源转换器使升压电感中的电流斜披上升,其持续时间与误差放大器输出端上得电压成正比。每个电源转换器随后将公路MOSFT关断直到升压电感中的电流衰减至零为止(在零电流检测输入端ZCDA和ZCDB上进行检测)。当电感电流衰减至零时,电源转换器将启动另一个周期。这种接通/关断循环产生一个三角形电流波,其峰值电流由导通时间和主电源输入电压设定,如下式所示。

IPEAK(t)=(VINAC(t)*ToN)/L

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high-eff
LV.5
3
2012-09-17 09:13
@high-eff
UCC2806X的工作原理UCC2806X包含用于两个升压脉冲调制(PWM)电源转换器的控制电路。升压PWM电源转换器使升压电感中的电流斜披上升,其持续时间与误差放大器输出端上得电压成正比。每个电源转换器随后将公路MOSFT关断直到升压电感中的电流衰减至零为止(在零电流检测输入端ZCDA和ZCDB上进行检测)。当电感电流衰减至零时,电源转换器将启动另一个周期。这种接通/关断循环产生一个三角形电流波,其峰值电流由导通时间和主电源输入电压设定,如下式所示。IPEAK(t)=(VINAC(t)*ToN)/L

平均线路电流恰好等于峰值线路电流的一半如下式所示:

IAVG(t)=(VINAC(t)*ToN)/(2*L)

由于TON和L在ac输入电压周期中基本保持恒定,因此每个开关周期中的最终三角电流波形具有一个与整流AC线路输入电压的瞬态值成正比的平均值。反过来,这种架构又将在线路频率下产生一种电阻性输入阻抗特性以及一个接近于1的功率因数。

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high-eff
LV.5
4
2012-09-17 09:16
@high-eff
平均线路电流恰好等于峰值线路电流的一半如下式所示:IAVG(t)=(VINAC(t)*ToN)/(2*L)由于TON和L在ac输入电压周期中基本保持恒定,因此每个开关周期中的最终三角电流波形具有一个与整流AC线路输入电压的瞬态值成正比的平均值。反过来,这种架构又将在线路频率下产生一种电阻性输入阻抗特性以及一个接近于1的功率因数。
俩个PWM的输出异性180°操作,因此两个PWM的电源线纹波相比每个单独PWM的纹波电流大幅减小。这款设计减小的输入输出端上得纹波电流并显著缩减了输入和输出滤波器的尺寸。
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high-eff
LV.5
5
2012-09-17 09:22
@high-eff
俩个PWM的输出异性180°操作,因此两个PWM的电源线纹波相比每个单独PWM的纹波电流大幅减小。这款设计减小的输入输出端上得纹波电流并显著缩减了输入和输出滤波器的尺寸。

UCC2806X的导通时间控制原理

栅极驱动导通时间随误差放大器输出电压而变换(变换因数被称为KT)如下式所示:

TONG=KT(VCOMP-125mv)

式中:VCOMP为误差放大器的输出,125MV为调制器偏移。

由于上式得知:对于给定的KT,栅极驱动导通时间仅随COMP引脚的电压而变换。

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high-eff
LV.5
6
2012-09-17 09:26
@high-eff
UCC2806X的导通时间控制原理栅极驱动导通时间随误差放大器输出电压而变换(变换因数被称为KT)如下式所示:TONG=KT(VCOMP-125mv)式中:VCOMP为误差放大器的输出,125MV为调制器偏移。由于上式得知:对于给定的KT,栅极驱动导通时间仅随COMP引脚的电压而变换。

UCC2806X的软启动

当连接在COMP和AGND之间的补偿电容器从一个低电荷水平充电至终值时,PWM逐渐地从零导通时间上升至标准导通时间。该过程运用的是一种软启动的方法,其时间常数由误差放大器的输出电流和补偿电容器的电容值设定。

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high-eff
LV.5
7
2012-09-17 09:38
@high-eff
UCC2806X的软启动当连接在COMP和AGND之间的补偿电容器从一个低电荷水平充电至终值时,PWM逐渐地从零导通时间上升至标准导通时间。该过程运用的是一种软启动的方法,其时间常数由误差放大器的输出电流和补偿电容器的电容值设定。
采用这种方案时,如果没有可用的外部软启动电路,那么软启动电路即要采用电压补偿电路、同时也受限于电压补偿电路。如果电路满足了软启动要求,就很有可能导致环路稳定性变差以及可听噪声的增加。另一方面,如果电路满足了环路稳定性要求,则有可能产生较大的启动电流和较高的过冲电压。
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high-eff
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8
2012-09-17 09:39
@high-eff
采用这种方案时,如果没有可用的外部软启动电路,那么软启动电路即要采用电压补偿电路、同时也受限于电压补偿电路。如果电路满足了软启动要求,就很有可能导致环路稳定性变差以及可听噪声的增加。另一方面,如果电路满足了环路稳定性要求,则有可能产生较大的启动电流和较高的过冲电压。

用于UCC2806X的外部软启动电路

为了保证PFC转换器的稳定性,我们可以通过增设外部电路轻易的改变软启动电路,以减小启动电流并降低启动过冲电压。

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9
2012-09-17 09:40
@high-eff
用于UCC2806X的外部软启动电路为了保证PFC转换器的稳定性,我们可以通过增设外部电路轻易的改变软启动电路,以减小启动电流并降低启动过冲电压。
 
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high-eff
LV.5
10
2012-09-17 09:47
@high-eff
[图片] 
当PFM使信号从低电平至高电平时,电流将通过R1、R2、C2、和Q1对电容C1充电。注意电容C2远远小于C1,它仅用于滤除噪声。在充电期间,C1两端的电压降从零增加至么么使能信号的高电平,而R2两端的电压则将从一个高分压电压下降至零。当电阻器R2两端的分压器高于Q1时,Q1将正常工作。在Q1导通期间,R3将分摊COMP源电流,这样COMP电压将缓慢增加。
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