UCC2870初级控制反激式电源控制器启动性能分析 控制器, 电容器, 适配器, 分辨率, 电源

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摘要
UCC28700器件是一款初级控制反激式电源控制器，支持恒压与恒流调整。该器件不仅可针对电压及电流调整提供高分辨率，而且还具有极低的无负载功耗以及良好的启动性能，非常适合低功耗适配器及辅助电源应用。与同类竞争产品相比，UCC28700器件不仅具有更好的性能，而且所需的VDD电容器容量更小。客户可能遇到过UCC28700器件无法启动恒流满负载、但可启动电阻满负载的情况。其真正的原因是VDD电容器的值不够，而且初级峰值电流设计得太小。本文将探讨初级峰值电流和VDD电容器的设计，并将用实验结果验证理论分析。

1.介绍
UCC28700是一款恒压、恒流反激式控制器，无需使用光耦合器便可实现一次侧稳压。图1是UCC28700的应用电路。


图1：UCC28700应用电路

在图1中：

• RSTR 是高电压启动电阻；
• CDD 是 VDD 引脚上的蓄能电容器；
• RS1 是高侧反馈电阻；
• RS2 是低侧反馈电阻；
• RCBC 是可编程线缆补偿电阻；
• RCS 是初级峰值电流编程电阻；
• RLC 是 MOSFET 关断延迟的补偿编程电阻。

初级峰值电流是UCC28700在恒流满负载条件下启动的一个重要因素。接下来将我们将进行详细分析。

2.分析
图2是UCC28700的二次侧电路，IS=IC+IL。如果在启动开始时UCC28700器件的负载是电阻，则VO会从零上升，而且 IL 已经足够低了，无需高Is。但如果该器件的负载是恒流，而且负载电流较大，就需要高IS来使IC保持为正，以缩短输出电压从0上升到VOCC所需的时间。VOCC是最低目标转换器输出电压，它会让辅助匝电压等于 VDD引脚上的UVLO关断电压。


图2：UCC28700二次侧电路

对于CDD、CO和变压器而言，可提供下列等式。等式4中提供了1mA的电流裕度。

注：NP是变压器的一次匝数，NS是二次匝数，NA是辅助匝数。

                                                                     (1)

                                                               (2)

                                                                     (3)

                                                             (4)

                                                              (5)

其中：

• VDD(off)是UVLO关断电压。
• VDD(on)是UVLO开启电压。
• Irun是UCC28700工作时VDD引脚上的电源电流。
• VDD是CDD电压。
• ΔVDD是CDD上降低的电压。
• ta是输出电压从0上升到VOCC时所用的时间。

根据上述等式，如果IS值为低，IC就将为小，因此输出电压上升到VOCC所需的时间ta就会较长。但在这段时间里，VDD可能会下降至VDD(off) 以下，而且UCC28700器件可能会进入UVLO状态，停止开关。随后通过RSTR的电流可为CDD充电。在VDD比VDD(on)高时，该器件会重新启动。尽管故障启动会继续，但UCC28700器件无法进入正常状态。

在等式4中，如果CDD足够大，ΔVDD对于特定ta而言将为小。因此，大容量CDD值和高初级峰值电流会让 UCC28700顺利启动。但是，大容量CDD值意味着较高价格和较大尺寸，而且高初级峰值电流会增大功耗及变压器尺寸。因此选择CDD和初级峰值电流需要进行权衡。

在正常工作中，VDD由辅助绕组电压决定。如果VO达到其最大值，VDD也会达到其最大值。该关系如等式6所示。

                                                                           (6)
从等式2、3和6可以看出，如果NA增大，ta就会减少，这将有利于UCC28700的启动。因此NA也应该选择较大值，同时还必须为VDD提供电压裕度。