UCC2870初級控制反激式電源控制器啟動性能分析

　　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負載功耗以及良好的啟動性能，非常適合低功耗適配器及輔助電源應用。與同類競爭產品相比，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。客戶可能遇到過UCC28700器件無法啟動恒流滿負載、但可啟動電阻滿負載的情況。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，無需使用光耦合器便可實現一次側穩壓。圖1是UCC28700的應用電路。

　　圖1：UCC28700應用電路

　　在圖1中：

　　RSTR 是高電壓啟動電阻;

　　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 是可編程線纜補償電阻;

　　RCS 是初級峰值電流編程電阻;

　　RLC 是 MOSFET 關斷延遲的補償編程電阻。

　　初級峰值電流是UCC28700在恒流滿負載條件下啟動的一個重要因素。接下來將我們將進行詳細分析。

　　2.分析

　　圖2是UCC28700的二次側電路，IS=IC+IL。如果在啟動開始時UCC28700器件的負載是電阻，則VO會從零上升，而且 IL 已經足夠低了，無需高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來使IC保持為正，以縮短輸出電壓從0上升到VOCC所需的時間。VOCC是最低目標轉換器輸出電壓，它會讓輔助匝電壓等于 VDD引腳上的UVLO關斷電壓。

　　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關斷電壓。

　　?VDD(on)是UVLO開啟電壓。

　　?Irun是UCC28700工作時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時所用的時間。

　　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所需的時間ta就會較長。但在這段時間里，VDD可能會下降至VDD(off) 以下，而且UCC28700器件可能會進入UVLO狀態，停止開關。隨后通過RSTR的電流可為CDD充電。在VDD比VDD(on)高時，該器件會重新啟動。盡管故障啟動會繼續，但UCC28700器件無法進入正常狀態。

　　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讓 UCC28700順利啟動。但是，大容量CDD值意味著較高價格和較大尺寸，而且高初級峰值電流會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也會達到其最大值。該關系如等式6所示。

　　從等式2、3和6可以看出，如果NA增大，ta就會減少，這將有利于UCC28700的啟動。因此NA也應該選擇較大值，同時還必須為VDD提供電壓裕度。