UCC28060EVM 300W 交錯式PFC 預調節(jié)器

　　UCC28060 是一款雙相、轉移模式功率因數(shù)校正 (PFC) 預調節(jié)器。UCC28060EVM 是一個具有 390V、300W 直流輸出的評估板 (EVM)，其可以在 85 VRMS 到 265VRMS 的通用輸入電壓范圍內工作，并提供功率因數(shù)校正功能。

　　1 描述

　　該預調節(jié)器采用 UCC28060 PFC 交錯式控制器將輸入電流波形成形，以提供功率因數(shù)校正功能。該器件采用德州儀器 (TI) 的 Natural Interleaving? 技術來交錯升壓相位。

　　本用戶指南給出了單面印刷電路板應用的原理圖、材料清單、裝配圖以及評估典型 PFC 應用中 UCC28060 所需的測試設置信息。

　　2 散熱要求

　　該評估板可在環(huán)境溫度為 25℃ 下工作，功率高達 300W，而無需外部制冷。

　　3 電氣特性

　　表 1 對UCC28060EVM 的電氣規(guī)范進行了總結。

　　4 原理圖

　　圖 1 和圖 2 顯示了該 EVM 的原理圖。如欲了解具體的值，請參見材料清單。為了評估電感紋波電流，可以將跳線 JP8 與 JP9 去掉，然后用電流環(huán)路取而代之。

圖 1 交錯式 PFC 功率級

圖 2 控制器電路

　　5 測試設置與上電/斷電說明

　　為了盡可能安全地對這種電路板進行評估，應使用下列測試配置：

　　·在電源和元件之間連接一個隔離變壓器。
　　·在向 EVM 供電以前，應將一個電壓表和一個阻性或電子負載加至元件的輸出端。

　　需要一個獨立的 13V 偏置電源為 UCC28060 控制電路提供電力。在無負載條件下，該器件將會啟動。然而，為了安全起見，在為其上電之前應將一個負載連接至該器件的輸出端。當正在為該器件供電或輸出電壓高于 50V 時，千萬不要對其進行處理。如欲了解建議測試設置圖，請參見圖 3。

　　注意
　　電路板上有非常高的電壓且組件溫度可以達到 100℃ 以上，因此在處理 EVM 時請小心謹慎。
 

圖 3 測試設置

　　6 典型的性能數(shù)據(jù)

　　圖 4 到圖 7 說明了UCC28060EVM 的性能數(shù)據(jù)。

圖 4 85VRMS 和 265VRMS 時的效率

　　UCC28060 控制 IC 具有提高輕負載效率的相位管理功能。為了說明輕負載效率，在 115VRMS 和 230VRMS 輸入電壓條件下相位管理功能為開啟和禁用時，對器件效率進行了測量。相位管理功能將輕負載效率提高了達 3%。

圖 5 115VRMS 時的效率（相位管理功能開啟和禁用）

圖 6 230VRMS 時的效率（相位管理功能開啟和禁用）

圖 7 電流諧波

　　6.1 滿負載時的輸出紋波電壓

　　圖 8 說明了輸出紋波電壓。
 

圖 8 VOUT 紋波、POUT=300W

　　6.2 輸入紋波電流消除

　　圖 9 到圖 14 顯示了輸入電流 (M1=IL1+IL2)、電感紋波電流 (IL1、IL2) 與調整后的線路電壓的關系曲線。從這些圖中，我們可以看到交錯式技術降低了由電感紋波電流引起的輸入紋波電流的振幅。

圖 9 85VRMS （線路電壓峰值）時的電感和輸入紋波電流

圖 10 85VRMS 輸入電壓（線路電壓一半）時的電感和輸入紋波電流

圖 11 265VRMS 輸入電壓（線路電壓峰值）時的電感和輸入紋波電流

圖 12 265VRMS 輸入電壓（線路電壓峰值一半）時的電感和輸入紋波電流

圖 13 VIN=85VRMS、POUT=300W 時的電感和輸入紋波電流

圖 14 VIN=265VRMS、POUT=350W 時的電感和輸入紋波電流

　　6.3 啟動特性

　　圖 15 和圖 16 說明了UCC28060EVM 的啟動特性。

圖 15 VIN=85VRMS、POUT=350W 時的啟動特性

圖 16 VIN=265VRMS、POUT=0W 時的啟動特性

　　6.4 系統(tǒng)掉電保護

　　UCC28060 具有掉電保護功能，當 VINAC 引腳檢測到過低的 RMS 輸入電壓時，其將關閉柵極驅動（GDA 和 GDB）。該 EVM 設計旨在探究線路電壓下降至 64 VRMS 以下時的掉電狀態(tài)。一旦 UCC28060 控制 IC 確定輸入處于掉電條件，一個 400ms 的定時器就開始允許在關閉柵極驅動器之前對線路進行恢復。400ms 掉電以后，兩個柵極驅動器均關閉，如圖 17 和圖 18 所示。

圖 17 85VRMS 時的系統(tǒng)掉電

圖 18 265VRMS 時的系統(tǒng)掉電

　　6.5 線路瞬態(tài)

　　利用參考設計中的一個交流電源對線路瞬態(tài)進行測試。線路電壓從 230VRMS 變?yōu)?115VRMS，然后再回到 230VRMS，此時，對每一種情況中的瞬態(tài)響應進行評測。從 圖 19 中的示波器圖像可以看出輸出可以在滿負載時條件下的 300ms 時間內從線路瞬態(tài)中恢復。
 

圖 19 線路瞬態(tài)，POUT=300W

　　7 參考設計裝配圖

　　圖 20 和圖 21 分別說明了 UCC28060EVM 的頂層和底層裝配。

　　注：電路板布局并非按比例繪制的，這些數(shù)字的意圖在于說明如何布局電路板，而不是用于制造 UCC28060EVM PCB 的。

圖 20 頂層裝配圖

圖 21 底層裝配圖

　　8 材料清單

　　表 2 列出了按照原理圖（見第四節(jié)）配置的 EVM 組件。