TI PFC+LLC解決方案在工業電源中的應用-電子研習社

TI PFC+LLC解決方案在工業電源中的應用-電子研習社-TI工程師

主要內容:
 PFC LLC的明星產品和解決方案:大功率PFC,LLC控制器UCC25630X
 工業應用中TI的解決方案
 TI的網絡資源

下圖所示爲常見的工業電源拓撲:
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PFC LLC的明星產品和解決方案:
下圖所示爲PFC控制器的產品線推薦:
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UCC28180是一個8pin芯片,易於使用。
UCC28070是一個雙相的PFC芯片,減少了VFF引腳。

UCC25630是TI的LLC控制器。在設計LLC電路中面臨着下面一些問題:瞬態響應、待機功耗、輕載高效、容性區保護、成本等。UCC25630芯片使用了混合遲滯控制模式(Hybird Hysteretic Control),大大提高了負載瞬態響應的性能。在掉電的時候,IC內部集成了X電容放電電路。35K-1MHz開關頻率。

下面圖片是混合遲滯模式和傳統電壓控制模式的區別:混合遲滯模式相當於電流控制模式。電壓控制模式是一個二階系統,設計起來比較困難,而HHC是一個一階控制系統。HHC使用了一個pin腳使用電容分壓採集諧振腔內的電流採樣。可以增加動態響應性能。
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待機功耗,在芯片內部也是有所優化。內部使用上拉電流源取代傳統的上拉電阻,大大降低功耗,且不會對環路帶寬進行影響。如下圖所示爲結構的對比。
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容性區保護。如果LLC進入容性區,由於MOS體二極管有反向恢復時間,可能造成半橋直通造成器件損毀。在UCC25630內部集成了檢測諧振電流極性的電路,在上管開通的時候,諧振電路應該是正向的,在下管開通的時候,諧振電流應該是負向的,這樣是感性區域,如果檢測到進入了容性區,將不會進入正常的MOS開通,實現了容性區保護的功能,增加可靠性。如下圖所示。
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高壓啓動的功能,如下圖。有專門的pin交通過電阻接到外面高壓交流電源上,在交流電源上電的時候,通過內部的JFET對VCCpin腳上的電容充電,當電容電壓超過芯片的閾值之後,會通過RVCC輸出一個12V電壓供給前級PFC,當前級PFC正常工作之後,LLC也可以正常工作。
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因爲UCC25630的動態性能比較好,所以可以省去一些輸出電容。
UCC25630具有4個版本,便於去選擇,如下圖。
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工業應用中TI的解決方案:
TI在很多方面都有解決方案。這裏主要對照明和電力輸送兩個方案進行了說明。

TI的UCC28180+UCC28950移相全橋控制器(PMP8740),可以實現更高功率的設計。並且UCC28950有同步pin腳便於模塊間進行並聯。
在大功率方面,LLC要實現較大功率一般使用交錯模式,因爲控制複雜,一般使用DSP進行數字控制。

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