UCC28019A LED照明應用負載動(dòng)態(tài)性能優(yōu)化解決方案
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Vcomp的Iin擾動(dòng)，可得到：
其中
。使用MathCAD表達式如下：
圖4 Vcomp下m3(Vcomp)曲線(xiàn)
由(8)，我們知道，
取決于
的穩定值，其表明某種穩定工作狀態(tài)下，Iin電流仍然受到這些參數的擾動(dòng)。這同時(shí)也表明，Vcomp快速變化以后PFC電流響應迅速。
從前面分析，我們可以得出這樣的結論：如果在注入某個(gè)Vcomp擾動(dòng)時(shí)PFC電感電流必須有一些小變化，則同時(shí)必須降低
的值。但是，在實(shí)際功能優(yōu)化設計過(guò)程中，這很難控制。因此，標準解決方案依賴(lài)于整個(gè)電壓環(huán)路閉合時(shí)Vcomp變化降低的程度。
3.2 UCC28019A負載上升期間UCC28019A Vcomp變化根本原因分析
UCC28019A產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)對其電壓誤差放大器的描述如下：
圖5電壓環(huán)路內部原理
當5%以上的輸出電壓擾動(dòng)出現在VSENSE輸入時(shí)，放大器脫離線(xiàn)性運行。在欠壓狀態(tài)下，UVD功能調用EDR，其立即將電壓誤差放大器跨導從42µs增加至440µs。這種高增益促使補償電容器更迅速地充電至新的工作電平。這表明，EDR產(chǎn)生大量的Vcomp充電量，從而極大提高Vcomp升壓，特別是當輸出電流急劇增加時(shí)。所以，如果根據EDR功能要求降低Vcomp影響，則必須在可能的情況下，稍微提高電壓環(huán)路響應速度，以避開(kāi)UVP點(diǎn)。如圖6所示，我們必須稍微降低電壓反饋電路(通常為Ccv2)響應速度，使其稍快于環(huán)路響應時(shí)間。
圖6電壓反饋補償環(huán)路
3.3 UCC28019A控制器降壓期間PFC電感電流噪聲分析
在大多數情況下，PFC負載下降過(guò)程中可能會(huì )出現PFC電感噪聲。實(shí)驗表明，當輸出OVP被觸發(fā)時(shí)出現這種電感噪聲。另外，如果OVP保持被觸發(fā)狀態(tài)則這種噪聲可能會(huì )存在相當長(cháng)一段時(shí)間，特別是當負載被切換至輕負載模式時(shí)。因此，噪聲會(huì )與輸出OVP保護模式緊密相關(guān)。
產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)稱(chēng)，UCC28019A擁有非常簡(jiǎn)單的OVP保護模式—如果OVP保護被觸發(fā)，則其直接關(guān)閉驅動(dòng)器。但在實(shí)際實(shí)驗中，我們發(fā)現，驅動(dòng)器在這種狀態(tài)下出現異常，并且電感電流也有一些異常高峰值電擊。
許多實(shí)驗表明，Vcomp隨這種過(guò)程非常緩慢地下降。如果縮短該降壓時(shí)間，則噪聲減少。因此，一種好的解決方案是，當OVP被觸發(fā)時(shí)，使用一些外部方法來(lái)對補償電容器快速放電。一旦Vcomp電壓下降，輸出也脫離OVP電平，并且不再存在噪聲問(wèn)題。
3.4 UCC28019A負載下降期間PFC電感電流噪聲解決方案
正如3.3小節所分析的那樣，有一種方法可以快速地降低Vcomp電壓。在一些情況下，這不會(huì )存在嚴重的問(wèn)題，因為我們選擇了小值補償電容器，噪聲不那么明顯。但在大多數情況下，當PCB布局不理想且沒(méi)有達到更高PF值時(shí)，電壓補償環(huán)路便沒(méi)有優(yōu)化的余地，但負責下降噪聲卻仍然很明顯;在這種情況下，要求使用外部電路來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
建議解決方案如下：
為了易于理解，我們使用標準OP和TL431或者TL103，實(shí)現電路如圖7所示。
圖7 建議解決方案補償環(huán)路簡(jiǎn)易原理圖
圖8顯示了使用TL103的完整解決方案。正常情況下，TL103的一半可用于高溫保護，這是實(shí)際工程中安全標準所要求的。
圖8 使用TL103改善負載動(dòng)態(tài)性能的完整解決方案
在實(shí)際設計中，這種解決方案的重點(diǎn)必須達到R1、R2和TL103高容限的下列要求：
4、利用UCC28019A平均模型和實(shí)際實(shí)驗驗證建議解決方案
為了驗證上一小節提到的解決方案的可行性，我們建立UCC28019A平均模型，并進(jìn)行仿真。與此同時(shí)，制造實(shí)驗樣機，對解決方案進(jìn)行驗證。
仿真模型與實(shí)驗樣機基于表1所列參數。
表1 樣機參數列表
圖9 UCC28019A應用的平均模型
當PFC從無(wú)負載轉為全負載瞬態(tài)時(shí)，而EDR仍然工作在PFC工作狀態(tài)下，PFC電感出現峰值電流不可避免;但是，不存在電感飽和問(wèn)題，也沒(méi)有可見(jiàn)噪聲。但是，當PFC從全負載轉為無(wú)負載瞬態(tài)時(shí)，電感存在噪聲。圖10顯示了初始應用的仿真結果。
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