UCC28600 120 - W评估模块：高效电源设计的理想之选

在电源设计领域，高效、可靠且具备先进保护功能的电源解决方案一直是工程师们追求的目标。UCC28600 120 - W评估模块（EVM）就是这样一款值得关注的产品，它为电源设计提供了一个优秀的参考范例。

文件下载：UCC28600EVM.pdf

一、模块简介

UCC28600 EVM是一款120 - W离线准谐振反激式转换器，能在通用交流输入下提供19.4 - V的稳压输出，负载电流可达6.2 A。其前端功率因数校正（PFC）阶段由UCC28051控制，输入线电压范围为85 VRMS至265 VRMS，并且设计符合EIC61000 - 3 - 2谐波发射要求。该模块采用UCC28600准谐振反激绿色模式控制器，集成了先进的节能特性和高级保护功能，为节能电源提供了经济高效的解决方案。

二、应用领域

UCC28600适用于需要高效和先进故障保护功能的隔离离线系统，包括：

1. 偏置电源：用于液晶显示器、液晶电视、等离子电视和机顶盒等设备。
2. AC/DC适配器：为各种电子设备提供稳定的电源转换。
3. 离线电池充电器：确保电池充电的安全和高效。
4. 高达200 - W的节能电源：满足多种功率需求的应用场景。

三、模块特性

1. 输出功率与电压：提供120 - W、19.4 - V的输出，能满足大多数设备的功率需求。
2. 输入电压范围：支持通用离线输入电压范围，适应不同地区的电网电压。
3. 功率因数校正：由UCC28051控制，有效提高电源的功率因数，减少谐波干扰。
4. 多模式操作：灵活适应不同的负载情况，提高电源的效率和稳定性。
5. 电流模式控制：具有逐周期功率限制功能，保障电源的安全运行。
6. 保护功能：具备可编程过压保护和内部过温保护，增强了电源的可靠性。
7. 低待机功耗：待机时输入功率小于500 mW，符合节能要求。
8. 可编程软启动：减少电源启动时的冲击电流，保护电路元件。
9. PFC禁用功能：可通过UCC28600的STATUS引脚禁用PFC控制器，优化电源的工作模式。
10. 零输出电流调节：能够在输出电流为零时保持稳定的输出电压。
11. 单面电路板布局：简化了电路板的设计和制造工艺。

四、电气性能规格

输入特性

参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
输入电压范围	VIN	85	-	265	VRMS
最大输入电流	VIN = 115 VRMS, IOUT = 6.2 A	-	1.3	-	ARMS
	VIN = 230 VRMS, IOUT = 6.2 A	-	0.7	-	ARMS
输入功率因数校正	VIN = 115 VRMS, IOUT = 6.2 A	-	0.998	-	-
	VIN = 230 VRMS, IOUT = 6.2 A	-	0.972	-	-

输出特性

参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
输出电压	85 VRMS ≤ VIN ≤ 265 VRMS, 0 A ≤ IOUT ≤ 6.2 A	19.0	19.4	19.8	V
输出负载电流	85 VRMS ≤ VIN ≤ 265 VRMS	0	-	6.2	A
线路调节率	85 VRMS ≤ VIN ≤ 265 VRMS, IOUT = 3 A	-	3	-	mV
负载调节率	0 A ≤ IOUT ≤ 6.2 A, VIN = 115 VRMS	-	15	-	-
	0 A ≤ IOUT ≤ 6.2 A, VIN = 230 VRMS	-	15	-	-
输出电压纹波	VIN = 115 VRMS, IOUT = 6.2 A	-	190	-	mVpk - pk
	VIN = 230 VRMS, IOUT = 6.2 A	-	190	-	mVpk - pk
输出电压噪声	VIN = 115 VRMS, IOUT = 6.2 A	-	190	-	-
	VIN = 230 VRMS, IOUT = 6.2 A	-	190	-	-
输出过压限制	VIN = 115 VRMS, IOUT = 6.2 A	-	23.4	-	V
	VIN = 230 VRMS, IOUT = 6.2 A	-	23.6	-	V

控制环路特性

参数	测试条件	典型值	单位
控制环路带宽	VIN = 115 VRMS, IOUT = 3 A	2.6	kHz
相位裕度	-	70	度（°）

效率特性

参数	测试条件	典型值	单位
峰值效率	VIN = 265 VRMS, IOUT = 6 A	87.4%	-
满载效率	VIN = 115 VRMS, IOUT = 6.2 A	82.7%	-
	VIN = 230 VRMS, IOUT = 6.2 A	86.4%	-
无负载功耗	VIN = 115 VRMS, IOUT = 0 A	230	mW
	VIN = 230 VRMS, IOUT = 0 A	420	mW

五、原理图分析

PFC部分（图1）

PFC控制器UCC28051与所有离散电路一起配置通用线路输入范围内的功率因数校正。UCC28051控制器的偏置由准谐振反激电感的辅助绕组提供，并由UCC28600控制器的STATUS输出控制。在轻载运行时，会移除PFC控制器的偏置，使转换器能够高效运行。

准谐振反激部分（图2）

绿色模式控制器UCC28600与所有离散电路一起使用PFC输出电压作为输入，配置隔离准谐振反激转换器。辅助绕组为控制器提供偏置，同时提供过压保护和谷底开关信息，还为UCC28600和UCC28051提供偏置。连接在电流检测引脚和电流检测电阻之间的串联电阻用于编程转换器的功率限制。R41和D18的串联组合为电流检测信号添加了一个偏置电压，通过限制变压器在可听频率范围内的电流，有效降低了待机运行期间的可听噪声。

六、测试设置

功率计

功率分析仪应能够测量低输入电流（通常小于10 mA），并且在进行低功率待机模式输入功率测量时应具备长平均模式。例如Voltech PM100单相功率分析仪。在空载运行时，为了测量从线路中吸取的间歇性电流和功率脉冲，使用了一个外部10 - Ω分流器，并在较长时间内以高采样率进行测量，以显示平均结果。

交流输入源

输入源应为可变交流源，能够提供85 VRMS至265 VRMS的电压，峰值电流不小于5 A，并连接到EVM的AC LINE IN端子。为了准确计算效率，应在交流源的中性线和EVM的NEUTRAL端子之间插入功率计。为了获得最高精度，应将功率计的电压端子直接跨接在AC LINE IN和NEUTRAL端子上。

数字万用表

数字万用表用于测量准谐振转换器阶段的大容量直流电压（DMM3）、输出负载电流（DMM2）和稳压输出电压（DMM1）。

输出负载

输出负载应使用可编程电子负载，设置为恒定电流模式，能够在20 VDC下吸收0至7 ADC的电流。为了获得最高精度，可以通过将直流电压表（DMM）直接跨接在VOUT和VOUT RTN测试点来监测VOUT。应将直流电流表（DMM）与电子负载串联，以准确测量输出电流。

推荐线规

源电压与EVM输入端子之间的连接可承载高达2 A的峰值电流，推荐的最小线径为AWG #20，电线总长度应小于8英尺（输入4英尺，返回4英尺）。EVM输出端子与负载之间的连接可承载高达6.2 A的电流，推荐的最小线径为AWG #16，电线总长度应小于8英尺（输出4英尺，返回4英尺）。

风扇

由于该评估模块未封闭，便于探测电路节点，在以50%或更高的最大额定负载电流运行时，应使用能够提供200 LFM至400 LFM风量的小风扇来降低元件温度。

七、上电/下电程序

上电

1. 在ESD工作站工作时，在从保护包装中取出EVM并给其供电之前，确保离子发生器已开启。应穿戴静电工作服和安全眼镜，由于EVM上可能存在超过400 V的电压，不要将工作服的接地带连接到工作台上。
2. 连接交流输入源之前，建议将源电流限制在最大5 A。确保交流源在开启前初始设置在85 VRMS至265 VRMS之间，然后将交流源连接到EVM的AC LINE IN和NEUTRAL端子。
3. 将功率分析仪的电压端子跨接在AC LINE IN和NEUTRAL上。
4. 将功率分析仪的电流计端子与NEUTRAL线串联。
5. 如果要进行空载输入功率测量，将功率分析仪设置为长平均和外部分流模式，在EVM的NEUTRAL端子串联一个10 - Ω电阻等分流器，并在功率分析仪上设置适当的电流刻度。
6. 将DMM跨接在VOUT和VOUT RTN上。
7. 对于带负载运行，将LOAD的正端子连接到EVM的VOUT端子，将LOAD的负端子连接到EVM的VOUT RTN端子，并将DMM2与负端子串联，将LOAD设置为恒定电流模式以吸收0 A电流。
8. 将DMM3跨接在+DC IN和 - DC IN上。
9. 确保上电前输出电容器组已完全放电。
10. 开启交流源，观察输出是否稳定在19.4 V。
11. 将负载从0 A增加到6.2 A。

下电

1. 关闭交流源。
2. 对输出电容器组进行放电。
3. 关闭负载。

八、性能数据和特性曲线

文档中提供了多种性能数据和特性曲线，包括输出电压启动过冲、输出负载瞬态、输出电压纹波和噪声等。这些曲线直观地展示了UCC28600 EVM在不同输入电压和负载条件下的性能表现，有助于工程师深入了解模块的特性，为实际应用提供有力的参考。

九、材料清单

文档详细列出了EVM的材料清单，包括电容器、二极管、电阻器、电感器、变压器、集成电路等各种元件的规格和制造商信息。这为工程师进行硬件设计和元件选型提供了重要的依据。

UCC28600 120 - W评估模块以其高效、可靠的性能和丰富的功能特性，为电源设计工程师提供了一个优秀的解决方案。通过对该模块的详细了解和应用，工程师们可以设计出满足市场需求的高性能电源产品。你在实际应用中是否遇到过类似的电源设计挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和想法。