基于UCC28060交錯并聯(lián)控制器的液晶電視電源系統(tǒng)
摘 要:本文設計了功率為 1KW 的液晶電視電源系統(tǒng),采用UCC28060 控制芯片實現(xiàn)交錯并聯(lián)功率因數(shù)校正,UCC28060 以其獨特的控制方法和保護特性,提高了系統(tǒng)的可靠性,并可以節(jié)約成本,降低了能耗,以更小型化和輕薄化實現(xiàn)更高的性能。介紹了UCC28060 的特點、功能、工作原理及電源系統(tǒng)參數(shù)設計;系統(tǒng)加入市電判斷功能,對整個系統(tǒng)進行過欠壓保護;同時包含輔助電源部分,給控制芯片提供穩(wěn)定電壓,簡捷實用。
關鍵詞:UCC28060,交錯并聯(lián),PFC,電源,市電判斷,輔助電源
1.引言
UCC28060 是德州儀器(TI)推出的雙相交錯切換模式(Transition Mode, TM)功率因數(shù)校正控制器,應用于100W-1000W 電源、液晶和DLP 電視、電腦電源、入門級服務器和電子照明整流器等電源系統(tǒng),可以降低系統(tǒng)的成本和功耗。
UCC28060 采用Natural Interleaving TM 技術,其特征[1]:(1)簡便的相位管理保證符合輕負載效率標準,輕負載條件下的效率提高5%;(2)雙路徑輸出過壓檢測與保護,防止電壓檢測故障引起的輸出過電壓;
(3)利用無傳感器電流整形技術,可以簡化布局和提高效率;(4)提供浪涌電流限制,消除輸出整流器的反向恢復。這些獨特的系統(tǒng)控制與保護特性,提高了電源系統(tǒng)的可靠性。與傳統(tǒng)單相TM(也稱為臨界導電模式CRM 或不連續(xù)導電模式DCM)或連續(xù)導電模式(CCM)拓撲相比,雙相交錯高性能控制器UCC28060 簡化了電源系統(tǒng)設計,從而節(jié)省了系統(tǒng)成本和PC 尺寸,提高了效率和設計的靈活性。
2.UCC28060 的引腳介紹
UCC28060 的引腳排列如圖1。AGND:模擬信號地。旁路電容、補償元件接回到此引腳。VCC:偏壓電源輸入端。它為這個電路中所有的設備提供電源
TSET:時間設置。PWM 的導通時間設置的輸入。COMP:誤差放大器輸出端。這個誤差放大器是一個跨導放大器。電壓調(diào)節(jié)環(huán)路補償組件連接到此引腳和AGND 腳。在軟啟動事件中(欠壓、掉電或停用)COMP 被拉低。CS:電流檢測輸入端。當輸入電流增加時,CS端的負電壓增大。當CS 端電壓大于上升門限即過流保護門限電壓(約-200mV)時,這種逐周期過流保護通過關斷兩個柵極驅(qū)動(GDA 和GDB)來限制輸入電流的增加。GDA 和GDB 保持低輸出直到CS 的電壓降至下降門限(約-15mV)。GDA、GDB:A、B 通道的柵極驅(qū)動輸出。用最短的線連接這些引腳到功率場效應管的柵極。HVSEN:過壓檢測輸入端。UCC28060 包含故障過壓保護功能,任何一個故障不會引起電流超過安全等級。VSENSE 和HVSEN 引腳檢測輸出的過電壓,如果任何一個引腳的電壓超過過電壓門限,將關斷PWM。用兩個引腳監(jiān)測過電壓信號能夠提供冗余和容錯。當HVSEN 上的電壓在工作范圍內(nèi),HVSEN 還可以使能下游變換器。PGND:集成電路的功率地。用獨立短線連接此引腳和AGND 來隔離模擬信號對門驅(qū)動的干擾。
PHB:B 階段使能端。此引腳接通或關斷B 通道的升壓轉(zhuǎn)換器。當B 通道不工作的時候,A 通道導通時間的控制信號加倍,有助于在瞬態(tài)管理過程中保持COMP 電壓恒定。PWMCNTL:PWM 使能邏輯輸出。VINAC:輸入交流電壓檢測:正常運行時,此引腳連接到整流橋正極的分壓器。這個輸入檢測輸入電壓范圍來設置斜率,并且檢測欠壓。VREF:參考電壓輸出端。這個6V 直流參考電壓可用于偏置電路。
VSENSE:輸出直流電壓檢測。連接這個引腳功率轉(zhuǎn)換器輸出的分壓器上。為了達到最佳的輸出調(diào)節(jié)精度和抗噪聲性能,分壓器用獨立的短路徑接地。ZCDA、ZCDB:零電流檢測輸入:當各相的電感電流降為0 時,ZCDA 與ZCDB 的輸入會有一個下降沿,這個輸入被箝位在0V-3V。信號通過限流電阻ZA R 、ZB R 與電感副邊繞組相連接,使電流不超過3mA。當電感電流降為0 時,ZCD 的輸入必定降低到關斷門限電壓以下(大約為1V),導致柵極驅(qū)動的輸出電壓上升。當功率場效應管MOSFET 關斷時,ZCD 的輸入必定升高超過上升門限電壓(約1.7V),產(chǎn)生另一個ZCD 下降沿。
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