UCC28950中文版技术文档资料(8)

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应用资料

UCC28950应用描述

通过使用同步整流技术，控制运算法则实现 ZVS；在初级和次级FETS之间准确的适应性的控制信号时序；为实现最高效率和节约功率的特定运行模式，带有UCC28950相移全桥DC/DC变换器极大的提高了工作效率。表47所示变换器简化的电气表。控制器设备臵于变换器的次边上，尽管它也可以位于主边上。在次边上的位臵允许简单功率系统同级通信和一些短暂现象的更好处理，这些现象要求同步整流器MOSFETS的快速直接控制。功率变换步骤包括初级边MOSFETS，QA,QB,QC,QD,次边同步整流器MOSFETS，QE,QF。例如，在为功率服务的应用中，对于12-V输出变换器使用中央抽头式整流器加上L-C输出滤电器是一个绝佳的选择。

为了在不同输出功率状况下保持高效率，变换器运行在最小同步整流模式下处于中和高输出功率水平，在轻载状态下转变为二极管整流模式，当输出功率变得更低时，紧随其后是猝发模式。在以上情况下使用电流感应转换器，所有的转换都是根据在初级边的电流感应而转换。

表47.相移变换器的主要波形

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表47所示的是在最小运行模式期间，相移变换器的主要波形。在表47中上面6个主要波形表示控制器输出驱动信号。在最小模式里，当两个整流器MOSFETS正在导电而功率变压器线圈短路时，输出OUTE和OUTF部分转换周期会重叠。电流IRR，是贯穿功率变压器线圈的电流。底部的四个波形所示的是整流器MOSFETS的漏源极电压，VDS_QE，VDS_QF，输出感应器电压V LOUT,贯穿输出感应器的电流，I LOUT极。在这种模式下，初级之间转换的合适时序；同步整流器MOSFETS是非常重要的条件来完成最高的效率和可靠的运行。控制器设备调整整流器MOSFETS的转换OFF时序，这是负载电流的一个功能，为了确保最小运行时间和改变它们本身内部二极管的恢复损耗。

ZVS是与高输入电压变换器相关的一个重要特征。它是用来降低转换损耗把功率转换的内部电容与变压器连接起来。为了在相同的臂内符合负载变化，通过调整初级MOSFETS转换之间的延迟时间，控制器确保在整个负载电流范围内ZVS运行。在轻载时，控制器同样限制功率变换器的最小ON-time脉冲，允许在功率转换步骤中感应元件存储足够的能量为了实现ZVS转换。

只要负载电流保持从中载电流下降到空载状态，通过变动变换器从最小运行模式到不连续电流二极管整流模式，最后在非常轻载或空载情况下，转换到猝发模式，控制器选择最大效率功率节约模式。表48所示这些模式和相关输出信号，OUTE,OUTF，驱动整流器MOSFETS.

表48.在不同操作模式间的主要波形转换

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在轻载状态、并联供电和一些瞬变情况下，很有必要防止反向的电流流经同步整流器MOSFETS和输出电感。这样的反向电流会导致在输入电压源和负载之间的一些额外能量循环。从而增加了损害，降低了效率。这样的反向电流另外一个副作用就是ZVS状态的损耗。前面提出的控制运算法则阻止了反向电流的流过，用一个预先设定的方法，切断整流器MOFETS的驱动信号，保持同步整流的最大收益。在一些预先设定负载电流端口，通过使OUTE,OUTF降低至0，控制器使输出OUTE,OUTF失去功能。

使用MOSFETS同步整流要求一些电气能量来驱动MOSFETS.有一种情况，当MOSFET驱动相关损耗超过由同步整流提供的预留，就会出现低于一些轻载临界值。在这种轻载状态下，最好使驱动电路失去功效，使用整流器MOSFETS内部自身二极管，或并联于MOSFETS的外部二极管来实现更高效的整流。在许多实际操作中，需要使驱动电路失去功效接近于DCM模式。这个模式被称为不连续电流二极管整流模式。 在非常轻或是空载状态下，由闭合反馈环控制电路要求为输出电压校准的工作周期可以是很低的。这样有可能导致ZVS损耗并且增加转换损耗。为了避免ZVS损耗，控制电路限制了最小ON-time 脉冲（应用于使用从TMIN到GND之间的电阻器功率分压器）。因为为了在轻载或空载状态下保持规则运行的唯一方式就是跳过一些脉冲。这种操作就是猝发模式。在猝发模式下，跳跃切断时间前总有偶数对脉冲发送到功率变送器。因此，在每个脉冲猝发启动期间，变送器的磁芯的工作磁通都是从相同的点开始。

电压环补偿推荐

为了在电压环中有最好的结果，推荐使用型式2或3补偿网络（表49）。一个型式2补偿网络不要求有被动补偿CZ2和RZ2。对相移全桥来说，型式1补偿不是通用的。当评估COMP最好的成绩时，推荐在UCC28950COMP pin和探头之间放臵一个1-kΩ电阻器。

表49.样式3补偿估算

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实验结果事例

下面的实验结果是由660-W输出功率的相移全桥DC/DC变送器模型得出来的。输入电压是300V到400V,输出是12V，55A.初级MOSFETS是SPA11N60CFD，同步整流器MOSFETS是FDP047AN08A0，两个是平行的。表50所示的是模型的测量效率。

表50. 相移变送器模型的效率

（VIN = 300V,350V,400V,VOUT = 12V）

由于在轻载或空载状态下功率存储是平均的，因此在轻载状态下要小心地进行优化操作在不同的模式之间设臵合适的界限。表51所示这种优化的结果。标定的区域就是从同步整流模式在1-A负载电流以上进入不连续电流模式（二极管整流在0.3A和1-A负载电流之间，最后进入猝发模式操作在轻载电流低于0.3A状态下）功率存储。

表51. 在轻载或空载状态下模型的功率损耗

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版本更改历史

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〃变更的UCC28950典型应用表 1 〃变更的变送器转换频率（1400kHz到1000kHz） 3 〃变更的功能区表 8 〃变更的典型应用表 8 〃附加表5 15 〃变更的等式 16 〃附加的典型应用表 16 〃附加的不断传送功率周期的偶数到功率变压器 18 〃删除的传送一个或是两个传送周期脉冲。如果控制器传送一个功率传送周期给OUTB和OUTC，那么它停止了。如果它开始传送给OUTA和OUTD,那么它将继续用另外一个功率传送周期到OUTB和OUTC,然后停止 18

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