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如何使用 UCC28056x 优化离线应用中的效率和待机功耗

eeDesigner 2024-12-17 16:29 次阅读

主要介绍了如何使用 UCC28056x 优化离线应用中的效率和待机功耗,以满足现代产品法规对低待机功耗和高转换效率的要求。
*附件:如何使用 UCC28056x 优化离线应用中的效率和待机功耗.pdf
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优化效率和待机功耗的方法

  1. 利用突发模式(Burst Mode) :UCC28056x 具备突发模式功能,可提升轻载效率与待机功耗表现。在进入和退出突发模式时,通过两个比较器阈值应用于 COMP 引脚电压来实现,其平均电压约为的 10%,意味着每个突发周期输送的功率约为 UCC28056 最大输出功率的 10%。进入突发模式时,前四个开关周期的导通脉冲宽度逐渐增加;退出前的最后四个开关周期,导通脉冲宽度逐渐减小,以此限制轻载条件下的可听噪声和对 EMI 滤波器的干扰。随着 PFC 级负载低于 10%,突发周期频率会降低以维持高效率。
  2. 降低静态损耗
    • VOSNS 分压器 :VOSNS 引脚通过电阻分压器设置 PFC 级输出调节点,反馈分压器的静态功耗可能较大,应使用尽可能大的反馈电阻,但过大会降低调节精度,其最大值需满足(为 100nA),并据此计算。
    • UCC28056x 和 UCC25630x 反馈 / BLK 分压器 :对于 PFC 级后接 LLC 转换器AC/DC 系统,可将 VOSNS 电阻分压器配置为同时用作过渡模式升压 PFC 级的反馈分压器和 LLC 控制器 UCC25630x 的 BLK 引脚分压器,以减少静态功耗。需根据不同的分压比计算、和的合适值。
    • ZCD/CS 分压器 :ZCD/CS 分压器在突发关闭状态下功耗最高,的电阻值可在一定程度上增加,但需满足精度要求,可通过公式计算和,并根据最大输入电压计算峰值功耗。
    • X 电容选择 :X 电容用于抑制 EMI 噪声,其功耗取决于电容电流和等效串联电阻(ESR),可通过公式计算。选择 X 电容时,需考虑其电容值、ESR 和最大线电压等因素。
    • 有源 X 电容放电 :一些应用需在指定时间内将 EMI 滤波器中的线间电容放电至合理电压,可采用并联泄放电阻的方法,但会增加静态功耗。更高效的方式是使用有源 X 电容放电功能,如 UCC256301 和 UCC256304 谐振控制器集成的功能,仅在检测到 AC 断开时才工作。
    • 桥整流器 :桥整流器的功耗源于导通期间的正向电压和每个二极管的寄生电阻,总功耗与正向电压、平均电流和 RMS 电流有关,且正向电压随温度变化,存在结温上升与传导损耗降低之间的权衡。
    • MOSFET 选择 :升压开关元件的总功耗包括传导损耗和开关损耗,传导损耗与 MOSFET 的 RMS 电流、导通电阻和温度系数有关,开关损耗与漏源电压、开关频率、上升和下降时间以及栅极电荷等因素相关,应尽量减小 MOSFET 的栅极电荷以降低开关损耗。

待机功耗测量技巧

  1. 功率计连接与设置 :测量待机功耗时,应物理断开 PFC 级输出与测量仪器的连接,防止测量仪器的泄漏电流影响测量结果;将电压测量的正端子连接到面向 AC 电源的电线,避免测量 AC 线电压的功耗影响待机功率结果;将电流表连接在中性线,以避免高频噪声和电容耦合影响电流测量读数。建议使用具有积分功能的功率计,选择最低电压范围和合适的电流范围(需大于突发期间的峰值线电流),并使用电流探头测量峰值线电流。
  2. 平均输入功率计算 :在积分模式下,功率计计算测量间隔内 PFC 级消耗的 mWh,然后使用公式计算平均输入功率。
    111.png

总结

UCC28056x 在整个负载范围内具有出色的待机功耗和效率性能,其突发模式操作可实现高轻载效率,使 PFC 在低功率模式下仍保持开启,简化了系统整体复杂性,并允许下游转换器采用更窄的输入电压范围,有助于设计满足最新的电源标准。

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