ZHCSLD8G April 1999 – April 2025 UCC2813-0 , UCC2813-1 , UCC2813-2 , UCC2813-3 , UCC2813-4 , UCC2813-5 , UCC3813-0 , UCC3813-1 , UCC3813-2 , UCC3813-3 , UCC3813-4 , UCC3813-5
PRODUCTION DATA
- 1
- 1 特性
- 2 應(yīng)用
- 3 說(shuō)明
- 4 器件比較表
- 5 引腳配置和功能
- 6 規(guī)格
- 7 詳細(xì)說(shuō)明
- 8 應(yīng)用和實(shí)施
- 9 器件和文檔支持
- 10修訂歷史記錄
- 11機(jī)械、封裝和可訂購(gòu)信息
封裝選項(xiàng)
請(qǐng)參考 PDF 數(shù)據(jù)表獲取器件具體的封裝圖。
機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
- D|8
- PW|8
散熱焊盤(pán)機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
訂購(gòu)信息
8.2.2.10.1 功率級(jí)增益、零點(diǎn)和極點(diǎn)
補(bǔ)償固定頻率反激式轉(zhuǎn)換器的第一步是驗(yàn)證轉(zhuǎn)換器是連續(xù)導(dǎo)通模式 (CCM)，還是不連續(xù)導(dǎo)通模式 (DCM)。如果初級(jí)電感 (LP) 大于 DCM 至 CCM 邊界模式下的電感（稱(chēng)為臨界電感 (LPcrit)），則轉(zhuǎn)換器在 CCM 中工作。使用 方程式 17 計(jì)算 LPcrit。
對(duì)于在整個(gè)輸入電壓范圍內(nèi)大于 PMAX 10% 的負(fù)載，所選初級(jí)電感的值大于臨界電感。所以，轉(zhuǎn)換器以 CCM 工作，補(bǔ)償環(huán)路需要基于 CCM 反激式公式進(jìn)行設(shè)計(jì)。
電流-電壓轉(zhuǎn)換是通過(guò)接地參考的電流感應(yīng)電阻器 (RCS) 在外部完成，內(nèi)部的電阻分壓器設(shè)置內(nèi)部電流感應(yīng)增益，即 ACS = 1.65。憑借該 IC 技術(shù)，無(wú)論實(shí)際電阻值如何變化，均可嚴(yán)格控制電阻分壓比。
峰值電流模式控制 CCM 反激式轉(zhuǎn)換器的固定頻率電壓控制環(huán)路 圖 8-1 的直流開(kāi)環(huán)增益 (GO) 是通過(guò)首先使用輸出負(fù)載 (ROUT)、初級(jí)與次級(jí)匝數(shù)比 (NPS) 和最大占空比 (D) 來(lái)近似計(jì)算得出，如 方程式 18 中顯示。
其中
對(duì)于這種設(shè)計(jì)，輸出電壓 (VOUT) 為 12V、48W 的轉(zhuǎn)換器與輸出負(fù)載 (ROUT)（滿(mǎn)載時(shí)等于 3Ω）有關(guān)。
在最低輸入母線電壓為 75V DC 時(shí)，占空比達(dá)到最大值 0.615。電流檢測(cè)電阻 (RCS) 為 0.75Ω，初級(jí)/次級(jí)匝數(shù)比 (NPS) 為 10。開(kāi)環(huán)增益計(jì)算結(jié)果為 14.95dB。
CCM 反激式傳輸功能有兩個(gè)相關(guān)的零點(diǎn)。ESR 和輸出電容為功率級(jí)貢獻(xiàn)了一個(gè)左半平面零點(diǎn)，該零點(diǎn)的頻率 fESRz 通過(guò) 方程式 22 計(jì)算得出。
對(duì)于由三個(gè) 680μF 電容組成的電容組（總輸出電容為 2040μF），當(dāng)其總 ESR 為 13mΩ 時(shí)，對(duì)應(yīng)的 fESRz 零點(diǎn)頻率為 6kHz。
CCM 反激式轉(zhuǎn)換器在其傳遞函數(shù)的右半平面 (RHP) 中有一個(gè)零點(diǎn)。RHP 零點(diǎn)與左半平面零點(diǎn)相似，隨著頻率增加，具有相同的 20dB/十倍頻程上升增益幅度，但它增加了相位滯后，而不是超前。這種相位滯后往往會(huì)限制整個(gè)環(huán)路帶寬。方程式 23 中的頻率位置 (fRHPz) 是輸出負(fù)載、占空比、初級(jí)電感 (LP) 和初級(jí)到次級(jí)側(cè)匝數(shù)比 (NPS) 的函數(shù)。
輸入電壓越高，負(fù)載越輕，RHP 零點(diǎn)頻率就越高。通常，設(shè)計(jì)需要考慮最低 RHP 零點(diǎn)頻率的最壞情況，并且必須在最小輸入和最大負(fù)載條件下對(duì)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行補(bǔ)償。在初級(jí)電感為 1.5mH 且直流輸入電壓為 75V 的條件下，以最大占空比（滿(mǎn)載）工作時(shí)，RHP 零點(diǎn)頻率 (fRHPz) 等于 7.65kHz。
此功率級(jí)有一個(gè)主導(dǎo)極點(diǎn) ωP1，它位于相當(dāng)區(qū)域中，處在較低的頻率 fP1 處，與占空比 (D)、輸出負(fù)載和輸出電容有關(guān)。還有一個(gè)雙極點(diǎn) (fP2) 放在轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)頻率的一半處。這些極點(diǎn)是使用 方程式 24 和 方程式 25 計(jì)算得出的頻率。
次諧波振蕩是占空比超過(guò) 50% 時(shí)，CCM 反激式轉(zhuǎn)換器中可能出現(xiàn)的大信號(hào)不穩(wěn)定。次諧波振蕩會(huì)導(dǎo)致輸出電壓紋波增加，有時(shí)甚至?xí)拗妻D(zhuǎn)換器的功率處理能力。CS 信號(hào)的斜率補(bǔ)償是一種用于消除不穩(wěn)定的技術(shù)。
理想情況下，斜率補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)是在一半的開(kāi)關(guān)頻率下，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量系數(shù) (QP = 1)。QP 通過(guò) 方程式 26 計(jì)算得出。
其中
- D 是初級(jí)側(cè)開(kāi)關(guān)占空比
- MC 是斜率補(bǔ)償系數(shù)，由 方程式 27 定義
其中
- Se 是補(bǔ)償斜坡斜率
- Sn 表示變壓器初級(jí)電感的上升電流斜率
斜率補(bǔ)償?shù)淖罴涯繕?biāo)是使 QP 等于 1，這意味著當(dāng) D 達(dá)到最大值 0.615 時(shí)，MC 必須為 2.128。
CS 引腳處的電感電流斜率通過(guò) 方程式 28 計(jì)算得出。
補(bǔ)償斜率通過(guò) 方程式 29 計(jì)算得出。
補(bǔ)償斜率通過(guò) RRAMP 和 RCSF 添加到系統(tǒng)中。選擇串聯(lián)電容 (CRAMP) 以近似于高頻短路。選擇 10nF 作為 CRAMP 的起始值，并根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。RRAMP 和 RCSF 形成一個(gè)分壓器，用于調(diào)節(jié) RC 引腳的斜坡電壓并將斜率補(bǔ)償注入 CS 引腳。選擇遠(yuǎn)大于 RT 電阻器的 RRAMP，以免對(duì)頻率設(shè)置產(chǎn)生很大影響。在此設(shè)計(jì)中，所選的 RRAMP 為 24.9kΩ。RC 引腳斜坡斜率通過(guò) 方程式 30 計(jì)算得出。
為了實(shí)現(xiàn) 46.3mV/μs 的補(bǔ)償斜率，使用 方程式 31 計(jì)算 RCSF 電阻器。
功率級(jí)開(kāi)環(huán)增益和相位可作為頻率的函數(shù)繪制。作為頻率函數(shù)的總開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)可以通過(guò) 方程式 32 來(lái)表征。
其中
相應(yīng)地繪制了開(kāi)環(huán)增益和相位波德圖（請(qǐng)參閱 圖 8-2 和 圖 8-3）。
圖 8-2 轉(zhuǎn)換器開(kāi)環(huán)波德圖：增益
圖 8-3 轉(zhuǎn)換器開(kāi)環(huán)波德圖：相位