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UCC3580单端有源钳位/复位脉宽调制

发布时间:2024-05-20 发布时间:
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特性:提供辅助开关激活与主功率开关驱动器互补:每个开关激活之间的可编程死区时间(开启延迟)。电压模式控制与前馈操作:变压器伏特-第二乘积和PWM占空比的可编程限制。辅助输出:具有闭锁停机和软启动的多重保护特性:低电源电流(100μA启动,1.5毫安操作)
说明UCC3580系列PWM控制器设计用于实现各种有源箝位/复位和同步整流开关变换器拓扑。在包含固定频率、高性能脉宽调制的所有必要功能的同时,该设计的附加特征是包括辅助开关驱动器,该辅助开关驱动器补充主功率开关,并且在每个过渡之间具有可编程的死区时间或延迟。有源箝位/复位技术允许单端变流器的工作超过50%的占空比,同时降低开关上的电压应力,并允许电力变压器有更大的磁通摆动。这种方法还允许通过恢复寄生元件(如漏感和开关电容)中存储的能量来减少开关损耗。振荡器用两个电阻器和一个电容器编程,以设定开关频率和最大占空比。单独的同步斜坡提供电压前馈脉冲宽度调制和编程的最大伏特第二极限。振荡器产生的时钟包含频率和最大占空比信息。

主栅极驱动输出(OUT1)由脉冲宽度调制器控制。第二输出(OUT2)意在在主开关的断开时间期间激活辅助开关,除了在每个过渡之间有两个开关关断的死区时间,由单个外部电阻器编程。这种设计为OUT2提供了两种选择,普通和反向。在-1和-2版本中,OUT2是正常的,可以用来驱动PMOS fet。在-3和-4版本中,OUT2是反向的,可以用来驱动NMOS fet。在所有版本中,主开关和辅助开关都在启动之前被保持,当PWM命令进入零占空比时。在故障条件下,OUT1被保持,而OUT2工作在最大占空比,保证的关断时间等于两个死区时间的总和。
欠压锁定监控电源电压(VDD)、精密基准(REF)、输入线电压(线路)和关机比较器(SHTDWN)。如果在这四个传感器中的任何一个检测到故障情况后,软启动将启动恢复到完全运行状态。VDD阈值,开和关,-2和-4版本分别为15V和8.5V,-1和-3版本分别为9V和8.5V。UCC1580-x指定在-55°C至125°C的军用温度范围内运行。UCC2580-x指定在-40°C至85°C之间运行。UCC3580-x指定在0°C至70°C之间运行。包装选项包括16针表面安装或双列直插式,以及20针塑料无铅芯片载体。

PIN描述

CLK:来自低阻抗CMOS驱动器的振荡器时钟输出管脚。在保证的关机时间内CLK高。CLK可用于同步多达五个其他UCC3580 PWM。延迟:一个从延迟到接地的电阻编程输出1和输出2之间的非重叠延迟。延迟时间Delay1和Delay2如图1所示,如下所示:D ela y p F R 11 3=•。Delay2的设计比Delay1大,如图2所示。反向输入错误放大器。误差放大器的非垂直输入内部设置为2.5V。EAIN用于反馈和环路补偿。EAOUT:误差放大器的输出和输入到PWM比较器。回路补偿组件从EAOUT连接到EAIN。接地:信号接地。行:滞后比较器输入。阈值为5.0V和4.5V。用于检测输入线电压,并在线电压低时关闭输出1。OSC1和OSC2:振荡器编程引脚。一个电阻器将每个引脚连接到一个定时电容器。连接到OSC1的电阻器在时间上设置最大值。连接到OSC2的电阻器控制保证的关闭时间。与定时电容器组合的总频率。频率和最大占空比大致由:

()频率1 R1 1.25 R2 CT=++.最大占空比R1 R1.25 R2
+UT1的最大占空比将略微减少,这是由R3编程的Delay1。主开关的栅极驱动输出,可获得高达50伏的电压和下降的1A。门驱动器的接地连接。在一个点将PGND连接到GND,使输出开关电流的高频分量不在电路板的接地平面上。斜坡:从斜坡到输入电压的电阻器(R4)和从斜坡到接地的电容器(CR)对前馈斜坡信号进行编程。CLK高时斜坡放电至GND,CLK低时允许充电。RAMP是PWM比较器的线前向锯齿波信号。假设输入电压远大于3.3V,则斜坡是非常线性的。磁通比较器将斜坡信号与3.3V进行比较,以限制最大允许伏特第二乘积:伏秒乘积箝位=3.3:R4/Cr REF:精度5.0V基准引脚。REF可向外部电路提供高达5mA的电源。REF关闭,直到VDD超过9V(–1和–3版本)或激活15V钳位(–2和–4版本),并在VDD降至8.5V以下时再次关闭。使用1μF电容器将REF旁路至GND。SHTDWN:用于停止芯片的比较器输入。阈值为0.5V。当芯片停止时,OUT1低,OUT2继续振荡,保证关闭时间等于两个非重叠延迟时间。

应用程序信息

UVLO与启动
对于自偏置离线应用,建议使用-2和-4版本(典型的15伏和8.5伏的紫外低通断阈值)。对于所有其他应用,-1和-3版本提供了较低的9V开启阈值。当VDD低于UVLO阈值时,IC只需要160微安的低启动电流,从而能够从输入电压使用大的涓流充电电阻器(具有相应的低功耗)。VDD有一个15V的内部夹钳,可以吸收高达10mA的电流。应采取措施,不要超过这一电流。对于-2和-4版本,
必须激活该夹钳,以指示达到UVLO开启阈值。当超过UVLO开启阈值时,将显示内部参考(REF)。在断言输出之前,启动逻辑确保LINE和REF高于各自的阈值,SHTDWN低于各自的阈值。线路输入可用于监测实际输入电压,如果低于编程值,则关闭IC。应使用电阻分压器将输入电压连接到线路输入。此功能可以保护电源在低线电压下不受过大电流的影响。

输出配置UCC3580系列集成电路设计用于为单端有源箝位电路提供控制功能。对于有源箝位方式的不同实现,需要两个开关(主和辅助)的不同驱动波形。3和4版本的IC互补互补非重叠波形(OUT1和OUT2)具有可编程延迟,可用于驱动主开关和辅助开关。大多数有源钳位配置都要求其中一个输出是变压器耦合驱动浮动开关(如图5)。-1和-2版本将OUT2的相位反转以产生重叠的波形。这种配置适用于与OUT2驱动的接地参考P沟道辅助开关的容量耦合驱动,而OUT1直接驱动N沟道主开关(例如图4)。可编程延迟可被明智地用于在有源箝位电路中获得主开关和辅助开关的零电压接通。

申请信息(续)

单针用于编程两组边上OUT1和OUT2之间的延迟。在从主开关到辅助开关的过渡期间,延迟对ZVS接通不是非常关键的。在Out1关闭时间的前半段,辅助开关的体二极管导通,Out2可以随时开启。从辅助开关到主开关的过渡更为关键。输出2脉冲结束时寄生电感中存储的能量用于在延迟时间内释放主开关上的寄生电容。延迟(延迟1)应以寄生电容和谐振电感(变压器泄漏和/或磁化电感,取决于拓扑)确定的谐振周期的1/4进行最佳编程。然而,依赖于其他寄生电路,谐振特性可能会改变,并且在某些情况下,可能无法实现ZVS导通。结果表明,最佳延迟时间与特定电路的工作条件无关,应针对每个电路具体确定。

申请信息(续)

申请信息(续)



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