UCC28060是德州仪器(TI)公司推出的双相交错切换模式(Transition Mode,TM)功率因数校正控制器,用于液晶彩电、电脑电源、电子照明整流器等输出功率为100W~1000W的开关电源中。
与传统单相TM(也称为临界导电模式CP M或不连续导电模式DCM)或连续导电模式(CCM)拓扑相比,UCC28060简化了电源系统设计,从而节省了系统成本和功耗,提高了效率和设计的灵活性。
一、概述
UCC28060采用16脚封装形式,其外形如图1所示。该芯片内置两个BOOST(升压)脉宽调制器的控制电路以及软启动、相位错开检测、双路输出电压检测等电路,具有输出过压(OVP )、过载、开环及热关断保护功能,其引脚功能见表1。
采用UCC28060的交互式PFC电路多用于大功率电源电路中,其典型应用电路如图2所示,电路板实物如图3所示。
二、主要特点简介
1.自然式交互工作
UCC28060内部设有A、B通道的相位控制电路,A、B通道的导通时间是基于相位频率关系,正常工作时,流过A、B通道电感的电流相位差180°,这能有效地减小纹波干扰。
2. B通道关断管理
UCC28060的④脚(PHB)为B通道使能端,又称相位管理端。该IC可预置相位管理阑值,根据④脚电压进行开通或关断B通道控制。若要禁止相位管理,将④脚与15脚(VREF端)相连即可;若要一直关断B通道,将④脚与⑤脚(COMP端)相连即可。
在轻载条件下,由于负载电流较小,这时MOSFET管仅有较小的导通损耗,但存在较大的开关损耗。为了实现更高的效率,在轻载.时,UCC28060的(虱脚电压低于1.1V,相位管理电路将关断B通道,其对应的功率MOSFET管不工作,以减小开关损耗。该特点是交互式PFC电路的优点之一,特别在轻载状态时。
3.过零检测和谷底开关
在PFC电路中,由于升压电感和MOSFET管中的寄生电容的谐振,为了让MOSFET管的开关损耗最小,则MOSFET管应在谐振谷底处导通(这时MOSFET管D极电压为0V时,这种技术常称作零电压开关技术)。为了实现这一目的,需在PFC控制芯片的过零检测电路中增加一个延迟电路,延迟时间约为谐振周期的25%。
简单的延迟电路实为一级RC滤波器,如图4(a)所示,更精确的延迟电路如图4(b)所示。
提示:设计过零检测电路的目的是为了减小开关管在状态切换时产生的浪涌电流,让开关管的损耗降到最低,以延长开关管的使用寿命。过零检测电路的作用可以理解为给控制芯片提供一个标准,这个标准的起点是零电压,开关管的导通时间或角度就是依据这个标准来控制的。
4.电压误差放大器
UCC28060内部的电压误差放大器是一个跨导放大器。为了改善瞬态响应,该放大器的输出端通过控制电路与100泌恒电源相连,如图5所示,以便快速地为补偿元件充电,从而迅速“跟踪”负载的变化情况。
5.开环保护
如果输出电压反馈环路断路,UCC28060的内部电流源将②脚电压拉低,当电压低于1.2V时,IC停止输出驱动脉冲。当该脚电压升至1.25V时,IC内部电路启动,11、14脚又开始输出驱动脉冲,并受PWM电路控制。