先进的pfc-pwm组合控制器ucc28510系列及其应用电路设计

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1、先进的PFC/PWM组合控制器UCC28510系列及其应用电路设计

2、第1内容加载中...4）P控制器最大占空比可编程设定，并且开关频率fP可以与fPFC相同，也可以选择fP=2fPFC，具体如表1所列。5）为了减小PFC升压预调节器输出电容器上的纹波电流，PFC和P级分别采用前沿调制和后沿调制。图2示出了UCC28510系列脉冲前沿/后沿调制（LEM/TEM）控制器与传统后沿/后沿调制（TEM/TEM）PFC与P组合控制器在能量贮存电容器（CES）上的电流（iES）对比。500)this.style.ou

3、seg(this)">图1UCC28510系列PFC/P控制器内部结构500)this.style.ouseg(this)">图2前沿/后沿调制（LEM/TEM）纹波电流与后沿/后沿调制（TEM/TEM）比较此外，UCC28510系列PFC/P组合控制器还具有可编程软启动，PFC输入电压前馈控制，峰值电流和功率限制，零功率检测和过电压保护等特征。表1UCC28510系列ICs之间的主要不同点图3UCC2851X典型应用电路R6和C3是U1启动元件。当U1被启动Q1开始开关之后，变压器T1的辅助绕组、二极管

4、D5和电容C3组成的电源电路为U1提供工作电压（和电流）。U1脚2（RT）外部电阻R20用作设定振荡器频率。U1脚4外部R16和R19组成的电阻分压器，用作编程P最大占空比。电阻R5为P级电流感测元件。R2上感测的电压信号经U1脚8（ISENSE2）输入，以履行峰值电流限制。U1脚13（SS2）外部电容C5，用作编程P级栅极驱动软启动持续时间。SMPS次级DC输出到初级的反馈环路，由电阻分压器、作为误差放大器使用的U3（TL431）和光耦合器U2组成。U1的脚7（VERR）接收反馈信号，以控制P占空比。3

5、.2主要元件参数确定的方法3.2.1设计程序设计程序参考图3所示的应用电路。首先选择UCC28510系列ICs中的一种控制器，再按以下步骤进行设计：1）功率级元器件；2）PFC级控制元件；3）P级控制元件。元件的确定必须根据给定的技术条件，具体包括系统输出电压VOUT、输出功率POUT和AC线路电压VAC范围。其它的技术要求有效率和允许的电流谐波等。3.2.2确定相关参数1）PFC级最小占空比D1（min)PFC升压变换器在CCM下操作，最小占空比由最低AC线路电压VAC(min)和PFC输出存储电容C1

6、上的电压VC1决定。D1(min)=1－500)this.style.ouseg(this)">（1）2）确定调节常数K1R能量存储电压的调节常数K1R由式（2）确定。K1R=500)this.style.ouseg(this)">（2）式中：P导通参考是6.75V，P滞后为1.45V或3.2V，VREF=7.5V。因此可得K1R=0.29（对应UCC28510/28511/28514/28515）；K1R=0.53（对应UCC28512/28513/28516/28517）。3）最低能量存储电压VC1(

7、min)C1上的最低能量存储电压VC1(min)由K1R和正常状态下C1上的电压VC1(nom)决定。VC1(min)=(1－K1R)·VC1(nom)(3)4）编程P级开关频率fs(P)用U1脚RT外部电阻R20设定fs(P)R20=500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">（4）推荐R20=45～500kΩ。3.2.3元器件的确定1）功率级元器件在图3所示的电路中，功率级元器件包括C1～C3、D1～D5、L1、R1、Q1、Q2和T1

8、。因篇幅所限，P功率级元器件Q2、D4、D5、C2和变压器T1不在此讨论。在PFC级元器件C1、C3、D1～D3和Q1中，除C1因PFC/P同步化要求需要讨论外，其它元器件选择方法在固定频率PFC设计中都有介绍，故也不再涉及。（1）升压电感器L1PFC升压电感器L1可利用式（5）计算。L1=500)this.style.ouseg(this)">（5）式中：TS(PFC)为开关周期；PIN为输入功率；KRF=ΔiL1(p-p)/iL1(max)=0.2～0.3，为纹波因数。（2）电流传感电阻R2和PFC峰

9、值电流限制编程电阻R17与R14PFC级电流感测电阻R2可由式（6）确定。R2=500)this.style.ouseg(this)">（6）在式（6）中，R2操作动态范围VDYNAMIC围绕1V，iL1(max)=500)this.style.ouseg(this)">PIN/VAC(min)。UCC2851X脚PKLMT外部电阻分压器R7与R14用作编程过电流门限电压。R14可围绕10kΩ选择，R7与R14之间关系如下。5