UCC2870初級控制反激式電源控制器啟動(dòng)性能分析

　　摘要

　　UCC28700器件是一款初級控制反激式電源控制器，支持恒壓與恒流調整。該器件不僅可針對電壓及電流調整提供高分辨率，而且還具有極低的無(wú)負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用。與同類(lèi)競爭產(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?hù)可能遇到過(guò)UCC28700器件無(wú)法啟動(dòng)恒流滿(mǎn)負載、但可啟動(dòng)電阻滿(mǎn)負載的情況。其真正的原因是VDD電容器的值不夠，而且初級峰值電流設計得太小。本文將探討初級峰值電流和VDD電容器的設計，并將用實(shí)驗結果驗證理論分析。

　　1.介紹

　　UCC28700是一款恒壓、恒流反激式控制器，無(wú)需使用光耦合器便可實(shí)現一次側穩壓。圖1是UCC28700的應用電路。

　　圖1：UCC28700應用電路

　　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 是高側反饋電阻;

　　RS2 是低側反饋電阻;

　　RCBC 是可編程線(xiàn)纜補償電阻;

　　RCS 是初級峰值電流編程電阻;

　　RLC 是 MOSFET 關(guān)斷延遲的補償編程電阻。

　　初級峰值電流是UCC28700在恒流滿(mǎn)負載條件下啟動(dòng)的一個(gè)重要因素。接下來(lái)將我們將進(jìn)行詳細分析。

　　2.分析

　　圖2是UCC28700的二次側電路，IS=IC+IL。如果在啟動(dòng)開(kāi)始時(shí)UCC28700器件的負載是電阻，則VO會(huì )從零上升，而且 IL 已經(jīng)足夠低了，無(wú)需高Is。但如果該器件的負載是恒流，而且負載電流較大，就需要高IS來(lái)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是最低目標轉換器輸出電壓，它會(huì )讓輔助匝電壓等于 VDD引腳上的UVLO關(guān)斷電壓。

　　圖2：UCC28700二次側電路

　　對于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，NS是二次匝數，NA是輔助匝數。

　　其中：

　　?VDD(off)是UVLO關(guān)斷電壓。

　　?VDD(on)是UVLO開(kāi)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(cháng)。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UVLO狀態(tài)，停止開(kāi)關(guān)。隨后通過(guò)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，但UCC28700器件無(wú)法進(jìn)入正常狀態(tài)。

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

　　在正常工作中，VDD由輔助繞組電壓決定。如果VO達到其最大值，VDD也會(huì )達到其最大值。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也應該選擇較大值，同時(shí)還必須為VDD提供電壓裕度。