主要介紹了如何使用 UCC28056x 優化離線應用中的效率和待機功耗,以滿足現代產品法規對低待機功耗和高轉換效率的要求。
*附件:如何使用 UCC28056x 優化離線應用中的效率和待機功耗.pdf
優化效率和待機功耗的方法
- 利用突發模式(Burst Mode) :UCC28056x 具備突發模式功能,可提升輕載效率與待機功耗表現。在進入和退出突發模式時,通過兩個比較器閾值應用于 COMP 引腳電壓來實現,其平均電壓約為的 10%,意味著每個突發周期輸送的功率約為 UCC28056 最大輸出功率的 10%。進入突發模式時,前四個開關周期的導通脈沖寬度逐漸增加;退出前的最后四個開關周期,導通脈沖寬度逐漸減小,以此限制輕載條件下的可聽噪聲和對 EMI 濾波器的干擾。隨著 PFC 級負載低于 10%,突發周期頻率會降低以維持高效率。
- 降低靜態損耗
- VOSNS 分壓器 :VOSNS 引腳通過電阻分壓器設置 PFC 級輸出調節點,反饋分壓器的靜態功耗可能較大,應使用盡可能大的反饋電阻,但過大會降低調節精度,其最大值需滿足(為 100nA),并據此計算。
- UCC28056x 和 UCC25630x 反饋 / BLK 分壓器 :對于 PFC 級后接 LLC 轉換器的 AC/DC 系統,可將 VOSNS 電阻分壓器配置為同時用作過渡模式升壓 PFC 級的反饋分壓器和 LLC 控制器 UCC25630x 的 BLK 引腳分壓器,以減少靜態功耗。需根據不同的分壓比計算、和的合適值。
- ZCD/CS 分壓器 :ZCD/CS 分壓器在突發關閉狀態下功耗最高,的電阻值可在一定程度上增加,但需滿足精度要求,可通過公式計算和,并根據最大輸入電壓計算峰值功耗。
- X 電容選擇 :X 電容用于抑制 EMI 噪聲,其功耗取決于電容電流和等效串聯電阻(ESR),可通過公式計算。選擇 X 電容時,需考慮其電容值、ESR 和最大線電壓等因素。
- 有源 X 電容放電 :一些應用需在指定時間內將 EMI 濾波器中的線間電容放電至合理電壓,可采用并聯泄放電阻的方法,但會增加靜態功耗。更高效的方式是使用有源 X 電容放電功能,如 UCC256301 和 UCC256304 諧振控制器集成的功能,僅在檢測到 AC 斷開時才工作。
- 橋整流器 :橋整流器的功耗源于導通期間的正向電壓和每個二極管的寄生電阻,總功耗與正向電壓、平均電流和 RMS 電流有關,且正向電壓隨溫度變化,存在結溫上升與傳導損耗降低之間的權衡。
- MOSFET 選擇 :升壓開關元件的總功耗包括傳導損耗和開關損耗,傳導損耗與 MOSFET 的 RMS 電流、導通電阻和溫度系數有關,開關損耗與漏源電壓、開關頻率、上升和下降時間以及柵極電荷等因素相關,應盡量減小 MOSFET 的柵極電荷以降低開關損耗。
待機功耗測量技巧
- 功率計連接與設置 :測量待機功耗時,應物理斷開 PFC 級輸出與測量儀器的連接,防止測量儀器的泄漏電流影響測量結果;將電壓測量的正端子連接到面向 AC 電源的電線,避免測量 AC 線電壓的功耗影響待機功率結果;將電流表連接在中性線,以避免高頻噪聲和電容耦合影響電流測量讀數。建議使用具有積分功能的功率計,選擇最低電壓范圍和合適的電流范圍(需大于突發期間的峰值線電流),并使用電流探頭測量峰值線電流。
- 平均輸入功率計算 :在積分模式下,功率計計算測量間隔內 PFC 級消耗的 mWh,然后使用公式計算平均輸入功率。
總結
UCC28056x 在整個負載范圍內具有出色的待機功耗和效率性能,其突發模式操作可實現高輕載效率,使 PFC 在低功率模式下仍保持開啟,簡化了系統整體復雜性,并允許下游轉換器采用更窄的輸入電壓范圍,有助于設計滿足最新的電源標準。
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