UCC3858的设计特点、引脚功能与电气参数
1UCC3858设计特点
本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/179550.htm高效率、高功率因数预调节器UCC3858是Unitrode公司新推出的PFC功率因数校正器产品。有关UCC3858的内部功能框图见图1,其主要设计特点是:
可调整的PWM脉宽调制频率折反、使轻载时有较高的效率;前沿脉宽调制以减小输出电容的纹波电流;控制BoostPWM使功率因数接近10;在世界通用的供电电压范围工作均无需设量程开关;正确的功率限制;可同步的振荡器;100μA的电源起动电流;低功耗的BCDMOS工艺;工作电压范围12V~18V。
UCC3858提供了有源功率因数校正预调节器所需要的全部功能,以满足在低功率工作时要求的高效率。该控制器采用平均电流型控制,通过整形交流电网输入的线电流波形,使之与交流输入线电压波形一致,达到接近10的功率因数。
UCC3858的工作与原先设计的UnitrodePFC电路十分相似,并具有使轻载工作时的Boost变换器有较高效率的附加特性,即在电压误差放大器的输出电平,下降到低于用户预置的、显示轻载的可调整电平时,通过按反比例线性地调节PWM频率来实现。通过减小CT斜坡脉冲(它与输出功率成比例)充电电流、并增加滞后时间,脉宽调制频率则按反比例变化。当负载变化阻滞时,也有一个瞬时的复位输入信号,能快速改变折反模式的IC输出。
UCC3858采用的PWM脉宽调制技术是前沿调制。当在顺向变换器上同时采用较常规的后沿调制时,该方案有利于减小大容量存储电容器上的纹波电流。振荡器被设计为易与顺向变换器同步。一个简单的同步方案可通过把顺向变换器的PWM输出端与“SYNC”脚连接在一起而实现。
该控制器的改进包括:一个用于输入线电压RMS的峰值检波器;IC内部集成的过流关闭和过压关闭电路;以及重要的、更低的静态工作电流。峰值检波器消除了用于RMS检测的外部双极点低通滤波器。这就简化了变换器的设计,对改进输入线电压的瞬态响应提高了近6倍。
电流信号是从电流误差放大器的输入端提取,以供给逐周的峰值电流限制。采用Unitrode的BCDMOS工艺达到低起动电流和工作电流,它简化了自馈电供电设计,使控制电路损耗降至最小。设置跨导电压误差放大器,考虑了对IC内部过压保护的输出电压检测。
图1UCC3858内部功能框图(原图未做格式处理)
附加的特性还包括:用于可靠的离线式起动的欠压锁定;一个精密的75V基准参考电压;一个精密的RMS检测和信号限定电路。芯片关闭可由“FBL”脚电平低于05V来实现。UCC3858的外部引脚安排见图2。
2UCC3858的电气参数与极限值
21最大使用极限值
(1)电源电压VDD18V;
(2)栅极驱动电流连续值02A,脉冲值0.5A;
(3)输入电流IAC200mA;
(4)功耗1W;
(5)存储温度-65℃~+150℃;
(6)结温-55℃~+150℃;
(7)引脚温度(10s焊接)+300℃;
(8)模拟输入的最大强迫电压-0.3V~11V。
22UCC3858的电气参数
除非另有说明,一般性应用时UCC3858均在TA=0℃~70℃,并且有:
VVDD=12V,RT=24k,CT=330pF,RFBM=96k,
IIAC=100μA,TA=TJ。
UCC3858的电气参数见表1。
3UCC3858各引脚功能概述
CA玻5脚):电流放大器的反相输入端。该输入端与非反相输入端“MOUT”保留接地功能。
CAO(6脚):电流放大器的输出端,即一个宽带放大器的输出端。该放大器检测电网电流,并控制脉宽调制器(PWM)迫使其成为正确的电流波形。当有必要时,该输出端可关闭振幅接地,允许PWM为强迫零占空比。
CRMS(2脚):接RMS电压测量电容器。接在CRMS与GND地端的电容器,能平均半个周期内的交流电网电压。IAC电流的镜象值在IC内部为CRMS提供充电电流。
CT(12脚):接振荡器的定时电容器。由CT接地(GND)的电容器,将设置PWM自由振荡器的频率,
图2UCC3858外部引脚安排
参数 | 测试条件 | 最小 | 典型 | 最大 | 单位 |
---|---|---|---|---|---|
整体 | |||||
电源电流(截止时) | VCAO,VVAO=0V,VDD=UVLO-0.3V | 100 | 250 | μA | |
电源电流(导通时) | FBL=0V | 2 | 3.5 | 5 | mA |
VDD导通门限电平 | 12 | 13.5 | 15.5 | V | |
VDD截止门限电平 | 10 | V | |||
UVLO滞后电压 | 3.2 | 3.5 | 3.8 | V | |
电压放大器 | |||||
输入电压 | TA=25℃ | 2.95 | 3 | 3.05 | V |
过压保护 | 高于VA-输入电压的值 | 0.12 | 0.14 | 0.16 | V |
VA-偏置电流 | -0.5 | -1 | μA | ||
开环增益 | VOUT=2V~5V | 45 | 50 | dB | |
VAO高电平 | Load=-25μA | 5.7 | 6 | 6.3 | V |
VAO低电平 | Load=25μA | 0.3 | 0.5 | V | |
输出源极电流 | VVA-=2.8V | -50 | μA | ||
输出变换电流 | VVA-=3.2V | 50 | μA | ||
跨导 | IOUT=±50μA | 400 | 600 | 1000 | μS |
电流放大器 | |||||
输入失调电压 | VCM=0V,VCAO=3V | -3 | 0 | 3 | mV |
输入偏置电流 | VCM=0V,VCAO=3V | -6.5 | -5 | μA | |
输入失调电流 | VCM=0V,VCAO=3V | -0.5 | 0.0 | 0.5 | μA |
开环增益 | VCM=0V,VCAO=2V~5V | 80 | 90 | dB | |
CMRR | VCM=0V~1.5V,VCAO=3V | 65 | 80 | dB | |
CAO高电平 | VCA-=0V,VMOUT=1V,IL=-50μA | 6.5 | 7 | 7.5 | V |
CAO低电平 | VCA-=1V,VMOUT=0V,IL=1mA | 0.2 | 0.3 | V | |
最大输出源极电流 | -130 | -150 | μA | ||
电压基准参考 | |||||
输出电压 | IREF=0mA,TA=25℃ | 7.313 | 7.5 | 7.688 | V |
过热时,UCC3858 | 7.294 | 7.5 | 7.707 | V | |
过热时,UCC2858,UCC1858 | 7.239 | 7.5 | 7.762 | V | |
负载调节率 | IREF=0mA~2mA | 3 | 5 | mV | |
电网调节率 | VDD=12V~16V | 30 | mV | ||
短路电流 | VREF=0V | 35 | 50 | mA | |
振荡器 | |||||
初始精度 | TA=25℃ | 90 | 100 | 110 | kHz |
电压稳定度 | VDD=12V~16V | 1 | % | ||
总变化 | 电网、温度均变化时 | 80 | 120 | kHz | |
斜坡幅度(pp) | 振荡器自由振荡时,VAO=5.5V | 3.3 | 3.5 | 3.7 | V |
斜坡峰值电压 | 振荡器自由振荡时,VAO=5.5V | 4.4 | 4.6 | 4.8 | V |
峰值电流限制 | |||||
峰值门限电压 | (VCA-)-VMOUT | 350 | 450 | 550 | mV |
峰值滞后电压 | 100 | 200 | mV | ||
峰值传播延迟时间 | 1 | μs | |||
乘法器 | |||||
高电网低功耗时 | IAC=100μA,VCRMS=3.5V,VAOUT=1.25V | 1 | μA | ||
高电网高功耗时 | IAC=100μA,VCRMS=3.5V,VAOUT=5.5V | 15 | μA | ||
低电网低功耗时 | IAC=20μA,VCRMS=0.75V,VAOUT=1.25V | 4 | μA | ||
低电网高功耗时 | IAC=20μA,VCRMS=0.75V,VAOUT=5.5V | 64 | μA | ||
IAC限制时 | IAC=20μA,VCRMS=0.4V,VAOUT=5.5V | 64 | μA | ||
增益常数 | IAC=100μA,VCRMS=3.5V,VAOUT=5.5V | 2.5 | 1/V | ||
零电流 | IAC=20μA,VCRMS=0.75V,VAOUT=5.5V | 0 | μA | ||
IAC=100μA,VCRMS=3.5V,VAOUT=5.5V | 0 | μA | |||
功耗限制(VCRMS·IMO) | IAC=20μA,VCRMS=0.75V,VAOUT=5.5V | 45 | μW | ||
PWM频率折反 | |||||
FBL输入电流 | -500 | -100 | nA | ||
FBL无输出时 | 0.5 | V | |||
折反最小频率 | RFBM=100k | 25 | 30 | kHz | |
折反无效 | 1.5 | 1.75 | V | ||
栅极驱动器 | |||||
拉高电阻 | IOUT=100mA | 7 | Ω | ||
拉低电阻 | IOUT=-100mA | 3.5 | Ω | ||
输出上升时间 | CLOAD=1nF,RS=10Ω | 25 | ns | ||
输出下降时间 | CLOAD=1nF,RS=10Ω | 20 | ns |
它可按f=0.814/RT·CT给出。
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