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Texas Instruments UCC28750电流模式反激式控制器技术解析与应用指南

科技观察员 2025-09-05 11:30 次阅读
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Texas Instruments UCC28750电流模式反激式控制器是一款高度集成且具有连续导通能力的电流模式PWM控制器,针对使用光耦合器的高性能、低待机功耗和具有成本效益的离线反激式转换器应用进行了优化。在轻负载条件下,该器件会进入频率折返和突发模式,从而提高轻负载效率。UCC28750采用的突发模式算法控制最低有效开关频率,以防在轻负载条件下出现可闻噪声。频率抖动可提高EMI性能,且在正常、频率折返和功率提升运行中有效。

数据手册:*附件:Texas Instruments UCC28750电流模式反激式控制器数据手册.pdf

Texas Instruments UCC28750提供多重保护功能,只需极少外部元件即可实现稳健的转换器设计。输出过功率保护(OPP)和逐周期过流限制可保护负载和功率级元件免受电应力影响。过压和欠压锁定(OVLO和UVLO)可防止在不必要的输入条件下进行开关。FLT引脚提供线路欠压检测和保护,或者外部过热和过压保护,具体取决于器件型号。无论何种器件型号,FLT引脚还用于通过外部控制(下拉至地)禁用器件。

特性

  • 稳定的连续导通模式(CCM)运行,具有内部斜率补偿
  • 固定频率运行:65kHz或100kHz
  • 通过光耦合器进行次级侧调节(SSR)
  • 频率折返和突发模式,可提高轻载效率
  • 频率抖动,可改善EMI性能
  • 栅极拉电流/灌电流能力:300mA/500mA
  • 内部软启动:4 ms
  • 强大的保护功能
    • 过压和欠压锁定
    • 输出过功率保护(OPP)
    • 输出短路(OSC)保护
    • 输出过压(OVP)保护
    • 逐周期峰值过流限制
    • FLT引脚上的外部过热、过压保护(OTP、OVP)和欠压检测
    • 内部热关断

典型应用电路

1.png

Texas Instruments UCC28750电流模式反激式控制器技术解析与应用指南

一、产品核心特性

UCC28750是德州仪器(TI)推出的高性能离线式电流模式反激控制器,具有以下突出特性:

关键技术创新‌:

  • 次级侧调节(SSR) ‌:通过光耦实现精确的次级侧电压反馈
  • 多模式频率控制‌:
    • 固定频率工作(65kHz/100kHz可选)
    • 频率折返和突发模式提升轻载效率
    • 频率抖动技术改善EMI性能(±5%频率调制)
  • 强大驱动能力‌:300mA源电流/500mA灌电流门极驱动
  • 全面保护功能‌:
    • 输入欠压/过压锁定(UVLO/OVLO)
    • 输出过功率保护(OPP)
    • 输出短路保护(OSCP)
    • 编程故障引脚(FLT)支持多种保护配置

二、架构深度解析

1. 控制环路设计

次级反馈机制‌:

  • FB引脚内部10kΩ上拉电阻(连接至VREF)
  • 光耦集电极直接连接FB引脚
  • 控制电压VCTRL = (VFB - 0.8V)/2

频率控制律‌:

工作区域FB电压范围开关频率CS阈值
功率增强VFB > 3.0V130/200kHz固定900mV
正常模式2.6V < VFB ≤ 3.0V65/100kHz幅度调制
频率折返2.0V < VFB ≤ 2.6V线性降低至25kHz同步降低
突发模式1.2V < VFB ≤ 2.0V最低频率200mV
停止模式VFB ≤ 1.1V停止开关-

2. 关键引脚功能

功率级接口‌:

  • DRV引脚‌:MOSFET驱动输出,内置12V钳位
  • CS引脚‌:电流检测输入,支持斜率补偿(通过Rslope电阻调节)

保护接口‌:

  • FLT引脚‌:多功能保护输入,支持:
    • 输入电压跌落检测(01/03/05/07版本)
    • 外部OVP/OTP保护(02/04/06/08版本)
    • 直接禁用控制(所有版本)

三、典型应用设计

1. 通用输入AC/DC电源方案

设计参数‌:

  • 输入电压:90-265VAC
  • 输出规格:24V/2.5A(60W)
  • 变压器参数:
    • 匝比NP = 1:6
    • 初级电感量480μH
    • 采用EF25磁芯

关键元件选型‌:

  1. 功率MOSFET‌:650V/7A CoolMOS
  2. 电流检测网络‌:
    • RCS = 420mΩ
    • Rslope = 1kΩ(用于CCM斜率补偿)
  3. 输出电容‌:2×470μF低ESR电解电容

2. 保护电路配置

FLT引脚应用‌:

  • 输入电压跌落保护‌:Rbotop=(Vbrownin×Rbobot)/(Vbrownout+50mV)−RbobotRbotop**=(Vbrownin**×Rbobot**) / (Vbrownou t +50mV**)Rbobot
  • 输出OVP保护‌:通过辅助绕组+稳压管配置
  • 外部OTP保护‌:NTC热敏电阻网络

四、设计要点与技巧

1. 布局规范

关键准则‌:

  • 功率回路最小化:输入电容-变压器-MOSFET-GND
  • 敏感信号隔离:FB走线远离开关节点
  • 热管理:
    • SOT-23-6封装θJA = 231.1°C/W
    • 建议使用2oz铜厚PCB

2. 调试技巧

常见问题解决‌:

  • 轻载振荡‌:检查FB引脚补偿网络
  • 启动失败‌:验证VDD电容值(典型6.8μF+15μF)
  • EMI超标‌:调整频率抖动参数或门极电阻

五、性能实测数据

评估模块测试结果‌:

测试条件效率输出电压纹波动态响应
115VAC满载89.2%<1%100μs(10%-90%负载)
230VAC轻载82.5%突发模式工作-

六、选型指南

型号开关频率保护响应FLT功能封装
UCC28750165kHz自动重启输入跌落检测SOT-23-6
UCC28750365kHz锁定输入跌落检测SOT-23-6
UCC287505100kHz自动重启输入跌落检测SOT-23-6
UCC287508100kHz锁定OVP/OTPSOT-23-6
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