ucc2818中文说明书.docx

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ucc2818中文说明书

1.BOOST变换器的电路拓扑

2.BOOST变换器的工作原理

当晶体管导通时，二极管截止（t=0~DTs），输入电压Vs向能量传递电感L充磁，负载电压Vo靠滤波电容C维持；当晶体管截止时，二极管导通（t=DTs~Ts），电感把前一时期贮存的能量全数释放给负载和电容．显然，晶体管导通的时刻越长，即D越大，负截取得的能量越多，输出电压越高。

3.CCM要紧参量的稳态波形

4.

5.变换器CCM稳态分析

由电感电压伏秒平稳原理有:

得：

Boost变换器的稳态电压变比永久大于1，因此Boost变换器也称为升压变换器。

Boost变换器稳态电压变比特性

Boost变换器电感电流纹波

MODE

当电感L较小，或电阻R较大，或开关颇率fS较低时，BOOST变换器也将工作在不持续导电模式下，如以下图：

要紧参量的稳态波形

与电路参数的关系推导

与CCM模式的稳态电压变比曲线

与CCM的临界条件

与M和D1关系的图解

变换器的优缺点

BOOST变换器的优势：

①输入电流是持续的，这减轻了对电源的电磁干扰；

②开关晶体管发射极接地．使驱动电路简单．

BOOST变换器的缺点是：

①输出侧二极管的电流是脉动的，使输出纹波较大．所以实际应用中，在二极管与输出之间常加入一个输出滤波网络.

②电压变比水远大于1，即它只能升压，不能降

功能介紹

UCC3818为主动PFC提供了很多的功能。

那个操纵器通过调整交流输入电流的波形来符合交流输入电压。

平均电流能维持一个稳固的、低失真的正旋曲线。

通过BIOMOS制程设计出来的UCC2817/UCC2818具有新的功能，例如低啟動电流、低功率损耗、过电压爱惜、短路爱惜、一项重要的边缘调制技术是降低BULK电容的纹波电流，还有一个低offset電壓（2mV）的电流放大器的应用来降低在轻载情形下的失真。

UCC2817通过它的低啟動电流来提供一个在线的（onchip）稳压器,适合应用在BOOST升壓電路中,UCC2818偏向于运用在固定電壓的提供上﹒

BlockDiagram

极限參數

供给电压VCC…………………………………………………………18V

门驱动电流（連續值）：

………………………………………………

门驱动电流，50％的占空比…………………………………………

输入电压CAI﹐MOUT﹐SS：

…………………………………………8V

输入电压PKLMT:

………………………………………………………5V

输入电压VSENSE、OVP/EN:

…………………………………………10V

输入电流RT、IAC、PKLMT…………………………………………10mA

输入电流Vcc（noswitching）…………………………………………20mA

最大负向电压DRVOUT、PKLMT、MOUT…………………………

功率损耗…………………………………………………………………1W

管腳圖

19.管腳功能

:

所有的电压都以此PIN為参考电压。

VCC和REF要用一个或更大的电容直接串接到地.

2.PKLMT（PFC峰值電流限制）﹕峰值電流限制的門限電壓為0V﹒從電流檢測電阻的負端接一個電阻到VREF,在PKLMT取得一個分壓﹐這樣就能够够够通過電流檢測電阻和接到VREF的電阻來設定峰值電流的限制﹒峰值電流限制當PKLMT的電壓由正端過零時動作﹒

3.CAOUT:

（电流放大器的输出）这是一个宽频带功率放大器的输出，他用来感应线性电流，操纵PFC的PWM来校正占空比。

一些用作补偿的零件常放于CAOUT和MOUT之間﹒

4.CAI（电流放大器的正输入端）:

将一个电阻放到该PIN和GND之间可作为Sense电阻用。

这一输入和反向输入（MOUT）使其电压下降并低于GND.

5.MOUT（乘法器的输出和电流放大器的反向输入）﹕作為乘法器的輸出這是一個電流﹐對于電流放大器這是一個高阻抗的輸入﹐這時能够把電流放大器作為一個差模放大器﹒這种結构能够提高抗干扰性﹐保証預調節器正常工作﹒乘法器的輸出電流被限制在2*IIAC﹐此電流能够由下式給出﹕

6.IAC:

（与输入电压成比例的電流）输入到模拟乘法器的是一个和线性电压成比例的电流。

那个乘法器要求从电流的输入到输出只能有很小的失真。

建议最大的IIac是500uA.

7.VAOUT﹕（電壓放大器輸出）此PIN是調整輸出的放大器的輸出﹒電壓放大器的輸出在內部被限制在以幸免過沖﹒

8.VFF﹕（前向反饋電壓）電壓的有效值信號通過IIAC的1/2電流鏡向產生從而形成一個單极點的外部濾波器﹒在低電壓時﹐VFF電壓應是﹒

10.OVP/EN﹕（過壓/使能）假设是BOOST輸出電壓高于設定的電平或PFC輸出驅動和Softstart复位的情況下將此Pin拉到典型值以下﹐就會使得芯片關閉﹒

11.VSENSE﹕（電壓放大器的反向輸入端）正常情況下此Pin与補償网絡和BOOST變換器輸出的分壓网絡相聯﹒

12.RT（設定振盪充電電流）在RT到地串接一個電阻來設定振蕩器的充電電流﹒推荐利用10K~100Kohm的電阻﹒此PIN正常時的電壓為3V.

9.VREF﹕（參考電壓輸出）VREF是精准到的電壓基准輸出﹒

這個輸出對于周邊電路和內部短路電流限制能够提供20mA的電流﹒VREF在VCC電壓低于UVLO門坎電壓時维持在0電位的無效狀態﹒為了更好的穩定性直接在VCC到GND串接一個或更大的電容﹒VREF電壓与VCC和IVREF的關系如下﹕

13.SS（軟啟動）Vss在VVCC低的情況下放電﹒當使能時﹐SS通過一個電流源給外部的電容充電﹒在開机時﹐此電壓被用于電壓誤差信號﹐能使得PWM的脈寬慢慢張開﹒在VVCC下降的時候﹐OVP/EN被迫拉到以下﹐SS快速放電﹐關閉PWM﹒

14.CT:

（振荡按时电容）在CT和GND之间放置一个电容能够调剂PWM的振荡频率。

依据是：

f=（RTxCT），从振荡电容到GND的路徑要尽可能的短和直。

15.VCC﹕在10V~17V的正常運作下需要至少20mA的電流﹒VCC到GND要直接串接電容用來吸收電源電流的SPIKE﹐以便給輸出MOSFET的柵極電容充電﹒假设是VCC電壓沒有上升到上限門坎或掉到了下限門坎﹐則芯片不會工作﹒

16.DRVOUT：

（门驱动）开关的输出驱动是一个圖騰柱式的MOSFET。

用一個门电阻来幸免因门阻抗和输出之间的干扰，並幸免輸出驅動的過沖﹒如下圖曲線能够确信門驅動電阻的最小需要值﹕

電感

BOOST變換器的電感值由下式決定﹕L=U*D/ΔI*fs

式中﹐D為脈沖寬度﹐ΔI為電感電流的峰峰值﹐fs為開關頻率﹒例如﹐一電路開關頻率為100KHz﹐峰峰值電流為875mA﹐最大的脈寬為﹐最小的輸入電壓的有效值為85V﹐則BOOST電感的值為1mH﹒此算式中的值要取輸入最小電壓的峰值﹐電感電流的峰峰值要取最大值﹒

21.輸出電容的決定

兩個要紧的參數是電容和電壓值﹐先決定輸出電容﹒電容值是由holduptime決定的﹒能够用輸出功率﹐輸出電壓和维持時間來表示輸出電容值如下﹕

實際上﹐這樣計算到的最小電容值也許是不准确的﹐這是因為輸出峰峰值電壓的規格限制了輸出電容的串聯等效阻抗﹒要想取得足夠低的串聯等效阻抗需要比計算值更高的電容值﹒輸出電容的串聯等效阻抗能夠被最大容許的峰峰值電壓決定﹐而峰峰值電壓又由電感電流的峰峰值決定

22.功率開關的選擇

對于任何開關電源的設計﹐都要權衡產品的性能﹐本钱和体積大小﹒選擇一個功率開關﹐去計算組成轉換器的几顆元件在開關頻率下的轉換總損耗是有效的﹒轉換中的總損耗是開關損耗和傳輸損耗的和﹒開關損耗由柵极電荷損耗﹐Coss損耗﹐導通損耗和關斷損耗組成﹒

這里﹐QGATE是總的柵极電荷﹐VGATE是柵极驅動電壓﹐fs是時鐘頻率﹐COSS是MOSFET的漏极電容﹐IL是電感的峰值電流﹐tON和tOFF是開關時間﹐VOFF是截止時開關兩端的電壓﹐這時VOFF=VOUT﹒

傳導損耗能够由開關的導通阻抗RDS（on）和方波的有效值計算

這這儿的K是厂商提供的RDS（on）与結溫曲線的溫度系數﹒計算這些損耗並劃出与開關頻率的曲線﹐以便于設計者決定是不是厂商的元件此開關頻率下有最好的性能﹐或是不是開關頻率對特定的功率開關有最小的損耗﹒

軟啟動線路用于幸免開机時輸出電壓的過沖﹒這是通過讓電壓放大器的輸出慢慢增加從而讓PWM的占空比慢慢增加來實現的﹒能够依照以下算式來計算軟啟動Pin腳的電容﹒

乘法器的輸出是一個代表所期望的輸入電流的信號﹒對電流放大器是一個輸入信號﹐而電流放大器能够設定電流環以操纵電流從而取得高的功率因數﹒同樣﹐乘法器的正确功能取決于成功的設計﹒乘法器的輸入是電壓放大器的輸出信號VAOUT﹐代表輸入交流電网電壓的信號IIAC﹐輸入反饋信號VVFF﹒乘法器的輸出IMOUT能够表示為﹕

這里K=1/V是乘法器的增益﹒

IIAC信號是通過在整流后的位置到UCC3818的IACPIN串接一個大電阻取得的﹒所選擇的RIAC

要保証高電壓時能取得最大的IIAC﹒UCC3818的最大IIAC是500uA﹒一個更高的電流會使得乘法器的輸出非線性化﹒一個更小的電流能够使得乘法器维持輸出線性﹐但干扰卻變成了問題﹐尤其在低電壓時﹒假设是是85Vac~264Vac的全電壓范圍﹐能够給出RIAC的值為750KOHM﹒由于1/4W標准電阻的限制﹐能够用几個串聯﹐而没必要用高壓電阻﹒在IC內部有一個從IAC到VFF的電流鏡（mirror2:

1）﹐VFF是一個与電网電壓成比例的前饋電壓信號﹒VFF電壓用于维持電源增益的穩定﹐而且提供輸入功率的限制﹒以下算式用于計算VFF電阻的大小RVFF以提供功率限制﹐這儿VIN（min）是最小有效值輸入電壓﹒

25.電壓環

第二個諧波干扰點是輸出電容在工頻的二次諧波頻率處的峰峰值﹒這個峰峰值通過誤差放大器反饋並在乘法器的輸入表現為３次諧波﹒為了系統的穩定性和減弱諧波的干扰﹐電壓環必須要補償﹒