ZHCSYV7B July 2010 – September 2025 UCC28070-Q1
PRODUCTION DATA
- 1
- 1 特性
- 2 應(yīng)用
- 3 說明
- 4 引腳配置和功能
- 5 規(guī)格
-
6 詳細說明
- 6.1 概述
- 6.2 功能方框圖
- 6.3
特性說明
- 6.3.1 交錯式
- 6.3.2 對 PWM 頻率和最大占空比鉗位進行編程
- 6.3.3 頻率抖動（幅度與速率）
- 6.3.4 外部時鐘同步
- 6.3.5 多相運行
- 6.3.6 VSENSE 和 VINAC 電阻器配置
- 6.3.7 VSENSE 和 VINAC 開路保護
- 6.3.8 電流合成器
- 6.3.9 可編程峰值電流限制
- 6.3.10 線性乘法器與量化電壓前饋
- 6.3.11 增強型瞬態(tài)響應(yīng)（VA 轉(zhuǎn)換率改正）
- 6.3.12 偏置電壓（VCC 和 VREF）
- 6.3.13 PFC 啟用和禁用
- 6.3.14 自適應(yīng)軟啟動
- 6.3.15 PFC 啟動保持
- 6.3.16 輸出過壓保護 (OVP)
- 6.3.17 零功耗檢測
- 6.3.18 熱關(guān)斷
- 6.3.19 電流環(huán)路補償
- 6.3.20 電壓環(huán)路補償
- 6.4 器件功能模式
- 7 應(yīng)用和實施
- 8 器件和文檔支持
- 9 修訂歷史記錄
- 10機械、封裝和可訂購信息
封裝選項
機械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
- PW|20
散熱焊盤機械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
訂購信息
6.3.10 線性乘法器與量化電壓前饋
UCC28070-Q1 乘法器生成一個參考電流，該電流表征了交流輸入電流的理想波形與比例幅值。該電流通過 RIMO 電阻轉(zhuǎn)換為參考電壓信號，其阻值經(jīng)過縮放以匹配電流檢測信號的低頻平均電壓。瞬時乘法器電流取決于經(jīng)整流縮放的輸入電壓 VVINAC 和電壓誤差放大器輸出 VVAO。VVINAC 向乘法器傳遞三類信息：
- 輸入電壓的整體波形（通常為正弦波）。
- 線路周期中任意點的瞬時輸入電壓幅值。
- 輸入電壓的有效值（根據(jù)假定正弦波的峰值推算得出）。
UCC28070-Q1 乘法器架構(gòu)的一項重大創(chuàng)新是內(nèi)部量化 VRMS 前饋 (QVFF) 電路，該電路無需對 VINAC 信號進行外部濾波，并消除了其對線路瞬態(tài)變化的響應(yīng)延遲問題。獨特的電路算法通過七個閾值檢測 VVINAC 峰值的躍遷，并生成一個等效的 VFF 電平，該電平居中分布于 8 個 QVFF 量程范圍內(nèi)。量程邊界隨 VIN 升高而擴展，以保持各電平間近似等百分比差值。這 8 個 QVFF 電平的分布覆蓋了 85VRMS 至 265VRMS 的全球通用線路電壓范圍。
QVFF 架構(gòu)的一大優(yōu)勢在于，其恒定 kVFF 因子可避免對乘法器輸出產(chǎn)生失真貢獻，而外部濾波的 VINAC 信號紋波則不可避免地包含二次諧波失真分量。此外，QVFF 算法能快速響應(yīng)輸入有效值電壓的升高和降低變化，從而最大限度減少對 PFC 輸出的擾動傳輸。電平閾值中設(shè)置的 5% 遲滯可避免 VVINAC 電壓峰值在特定閾值附近或包含輕微振鈴/失真時，在 QVFF 電平間發(fā)生振蕩。
QVFF 架構(gòu)要求輸入電壓基本為正弦波，并依賴檢測過零點來在輸入電壓下降時調(diào)低 QVFF 電平。過零點通常定義為 VVINAC 降至 0.7V 以下并持續(xù)至少 50μs。為實現(xiàn)電平切換的遲滯功能，下降閾值電壓設(shè)為上升閾值電壓的 95%。
表 6-1 展示了不同 VVINAC 峰值電壓與乘法器方程中對應(yīng) kVFF 項的關(guān)系。
| 電平(1) | VVINAC 峰值電壓（上升峰值） | VVINAC 峰值電壓（下降峰值） | kVFF (V2) | VIN 峰值電壓(2) |
|---|---|---|---|---|
| 8 | 2.6V ≤ VVINAC(pk) | 2.47V < VVINAC(pk) | 3.857 | >345V |
| 7 | 2.25V ≤ VVINAC(pk) < 2.6V | 2.138V < VVINAC(pk) ≤ 2.47V | 2.922 | 300V 至 345V |
| 6 | 1.95V ≤ VVINAC(pk) < 2.25V | 1.853V < VVINAC(pk) ≤ 2.138V | 2.199 | 260V 至 300V |
| 5 | 1.65V ≤ VVINAC(pk) < 1.95V | 1.568V < VVINAC(pk) ≤ 1.853V | 1.604 | 220V 至 260V |
| 4 | 1.4V ≤ VVINAC(pk) < 1.65V | 1.33V < VVINAC(pk) ≤ 1.568V | 1.156 | 187V 至 220V |
| 3 | 1.2V ≤ VVINAC(pk) < 1.4V | 1.14V < VVINAC(pk) ≤ 1.33V | 0.839 | 160V 至 187V |
| 2 | 1V ≤ VVINAC(pk) < 1.2V | 0.95V < VVINAC(pk) ≤ 1.14V | 0.600 | 133V 至 160V |
| 1 | VVINAC(pk) < 1V | VVINAC(pk) ≤ 0.95V | 0.398 | <133V |
因此，任意線路和負載條件下的乘法器輸出電流 IIMO 可通過使用 方程式 13 確定：
由于 kVFF 值代表電平中心縮放后的 (VRMS)2，因此當 VVINAC(pk) 低于或高于 QVFF 電壓范圍的中心時，VVAO 會略微向上或向下調(diào)整以補償這種差異。當 VIN 在電平內(nèi)波動或發(fā)生電平切換時，電壓環(huán)路控制會自動完成此調(diào)整。
電壓誤差放大器 (VVAO) 的輸出被鉗制在 5V，這表示最大 PFC 輸出功率。該值用于計算 IMO 引腳的最大參考電流，并設(shè)定允許的最大輸入功率上限（進而限制最大輸出功率）。
與連續(xù) VFF 方案中最大輸入功率在任何 VRMS 輸入下均為固定值不同，離散的 QVFF 電平允許最大輸入功率在有限范圍內(nèi)隨輸入 VRMS 在每個量程內(nèi)的變化而波動。
最低最大功率限值出現(xiàn)在 VVINAC 電壓為 0.76V 時，而最高最大功率限值出現(xiàn)在從電平 1 升至電平 2 的上升閾值處?？紤]到下降閾值是上升閾值的 95%，該模式在每個電平轉(zhuǎn)換閾值處重復(fù)出現(xiàn)。當 VVINAC < 0.76V 時，PIN 始終低于 PIN(max)，并隨輸入電壓降低線性遞減至零。
例如，若需按允許的最低最大功率進行設(shè)計，應(yīng)先確定 PFC 預(yù)調(diào)節(jié)器所需的最大穩(wěn)態(tài)（平均）輸出功率，再增加一定百分比以應(yīng)對線路跌落恢復(fù)期間的功率需求（即在滿載功率運行時對 COUT 進行再充電），例如按 POUT(max) 的 10% 或 20% 追加。隨后應(yīng)用預(yù)期效率系數(shù)，計算允許的最低最大輸入功率：
在 PIN(max) 設(shè)計閾值處，VVINAC = 0.76V，因此對于標稱 400V 輸出系統(tǒng)，QVFF = 0.398，輸入 VAC = 73VRMS（已考慮 2V 橋式整流器壓降）。
該 IIN(pk) 值代表線路電壓峰值時流經(jīng)升壓電感的合成平均電流。每個電感電流均由電流檢測互感器 (CT) 進行檢測與縮放。假設(shè)各交錯相電流相等，每個電流檢測輸入引腳（CSA 和 CSB）的信號電壓通過檢測電阻產(chǎn)生，其阻值根據(jù) ? IIN(pk) × RS / NCT 選擇（以生成約 3V 電壓），其中 RS 為電流檢測電阻，NCT 為 CT 匝數(shù)比。
隨后按以下公式計算該最低最大功率點對應(yīng)的 IIMO：
RIMO 的阻值需按以下條件選擇：
因此：
在電平 1 至電平 2 的上升閾值側(cè)需注意：IMO 電流允許在低線路電壓下承載更高輸入電流：
但若功率級設(shè)計需要，該電流可輕松通過 UCC28070-Q1 的可編程峰值電流限制 (PKLMT) 功能進行約束。
可采用相同方法計算各 QVFF 電平轉(zhuǎn)換閾值處的最低與最高輸入功率限值。在較高線路電壓下，傳統(tǒng)上帶電感紋波的平均電流低于 PKLMT 閾值，此時最大輸入功率的完整變化范圍得以體現(xiàn)，但輸入電流本身低于功率級可接受的最大電流水平。
與上一代 PFC 控制器相比，UCC28070-Q1 的乘法器性能顯著提升，在大部分輸入范圍內(nèi)具有高線性度與精度。當 VVAO 接近 1V 時精度最差，因為 (VVAO – 1) 的減法誤差增大，并開始更嚴重地扭曲 IMO 參考電流。