UCC3858的設(shè)計(jì)特點(diǎn)、引腳功能與電氣參數(shù)
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1UCC3858設(shè)計(jì)特點(diǎn)
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/179550.htm高效率、高功率因數(shù)預(yù)調(diào)節(jié)器UCC3858是Unitrode公司新推出的PFC功率因數(shù)校正器產(chǎn)品。有關(guān)UCC3858的內(nèi)部功能框圖見圖1，其主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)是：
可調(diào)整的PWM脈寬調(diào)制頻率折反、使輕載時(shí)有較高的效率；前沿脈寬調(diào)制以減小輸出電容的紋波電流；控制BoostPWM使功率因數(shù)接近10；在世界通用的供電電壓范圍工作均無需設(shè)量程開關(guān)；正確的功率限制；可同步的振蕩器；100μA的電源起動(dòng)電流；低功耗的BCDMOS工藝；工作電壓范圍12V～18V。
UCC3858提供了有源功率因數(shù)校正預(yù)調(diào)節(jié)器所需要的全部功能，以滿足在低功率工作時(shí)要求的高效率。該控制器采用平均電流型控制，通過整形交流電網(wǎng)輸入的線電流波形，使之與交流輸入線電壓波形一致，達(dá)到接近10的功率因數(shù)。
UCC3858的工作與原先設(shè)計(jì)的UnitrodePFC電路十分相似，并具有使輕載工作時(shí)的Boost變換器有較高效率的附加特性，即在電壓誤差放大器的輸出電平，下降到低于用戶預(yù)置的、顯示輕載的可調(diào)整電平時(shí)，通過按反比例線性地調(diào)節(jié)PWM頻率來實(shí)現(xiàn)。通過減小CT斜坡脈沖（它與輸出功率成比例）充電電流、并增加滯后時(shí)間，脈寬調(diào)制頻率則按反比例變化。當(dāng)負(fù)載變化阻滯時(shí)，也有一個(gè)瞬時(shí)的復(fù)位輸入信號(hào)，能快速改變折反模式的IC輸出。
UCC3858采用的PWM脈寬調(diào)制技術(shù)是前沿調(diào)制。當(dāng)在順向變換器上同時(shí)采用較常規(guī)的后沿調(diào)制時(shí)，該方案有利于減小大容量存儲(chǔ)電容器上的紋波電流。振蕩器被設(shè)計(jì)為易與順向變換器同步。一個(gè)簡單的同步方案可通過把順向變換器的PWM輸出端與“SYNC”腳連接在一起而實(shí)現(xiàn)。
該控制器的改進(jìn)包括：一個(gè)用于輸入線電壓RMS的峰值檢波器；IC內(nèi)部集成的過流關(guān)閉和過壓關(guān)閉電路；以及重要的、更低的靜態(tài)工作電流。峰值檢波器消除了用于RMS檢測的外部雙極點(diǎn)低通濾波器。這就簡化了變換器的設(shè)計(jì)，對改進(jìn)輸入線電壓的瞬態(tài)響應(yīng)提高了近6倍。
電流信號(hào)是從電流誤差放大器的輸入端提取，以供給逐周的峰值電流限制。采用Unitrode的BCDMOS工藝達(dá)到低起動(dòng)電流和工作電流，它簡化了自饋電供電設(shè)計(jì)，使控制電路損耗降至最小。設(shè)置跨導(dǎo)電壓誤差放大器，考慮了對IC內(nèi)部過壓保護(hù)的輸出電壓檢測。
圖1UCC3858內(nèi)部功能框圖（原圖未做格式處理）
附加的特性還包括：用于可靠的離線式起動(dòng)的欠壓鎖定；一個(gè)精密的75V基準(zhǔn)參考電壓；一個(gè)精密的RMS檢測和信號(hào)限定電路。芯片關(guān)閉可由“FBL”腳電平低于05V來實(shí)現(xiàn)。UCC3858的外部引腳安排見圖2。
2UCC3858的電氣參數(shù)與極限值
21最大使用極限值
（1）電源電壓VDD18V；
（2）柵極驅(qū)動(dòng)電流連續(xù)值02A，脈沖值0.5A；
（3）輸入電流IAC200mA；
（4）功耗1W；
（5）存儲(chǔ)溫度－65℃～＋150℃；
（6）結(jié)溫－55℃～＋150℃；
（7）引腳溫度（10s焊接）＋300℃；
（8）模擬輸入的最大強(qiáng)迫電壓－0.3V～11V。
22UCC3858的電氣參數(shù)
除非另有說明，一般性應(yīng)用時(shí)UCC3858均在TA=0℃～70℃，并且有：
VVDD=12V,RT=24k,CT=330pF,RFBM=96k,
IIAC=100μA,TA=TJ。
UCC3858的電氣參數(shù)見表1。
3UCC3858各引腳功能概述
CA玻5腳）：電流放大器的反相輸入端。該輸入端與非反相輸入端“MOUT”保留接地功能。
CAO（6腳）：電流放大器的輸出端，即一個(gè)寬帶放大器的輸出端。該放大器檢測電網(wǎng)電流，并控制脈寬調(diào)制器（PWM）迫使其成為正確的電流波形。當(dāng)有必要時(shí)，該輸出端可關(guān)閉振幅接地，允許PWM為強(qiáng)迫零占空比。
CRMS（2腳）：接RMS電壓測量電容器。接在CRMS與GND地端的電容器，能平均半個(gè)周期內(nèi)的交流電網(wǎng)電壓。IAC電流的鏡象值在IC內(nèi)部為CRMS提供充電電流。
CT（12腳）：接振蕩器的定時(shí)電容器。由CT接地（GND）的電容器，將設(shè)置PWM自由振蕩器的頻率，
圖2UCC3858外部引腳安排
| 參數(shù) | 測試條件 | 最小 | 典型 | 最大 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 整體 | |||||
| 電源電流（截止時(shí)） | VCAO,VVAO=0V,VDD=UVLO－0.3V | 100 | 250 | μA | |
| 電源電流（導(dǎo)通時(shí)） | FBL=0V | 2 | 3.5 | 5 | mA |
| VDD導(dǎo)通門限電平 | 12 | 13.5 | 15.5 | V | |
| VDD截止門限電平 | 10 | V | |||
| UVLO滯后電壓 | 3.2 | 3.5 | 3.8 | V | |
| 電壓放大器 | |||||
| 輸入電壓 | TA=25℃ | 2.95 | 3 | 3.05 | V |
| 過壓保護(hù) | 高于VA－輸入電壓的值 | 0.12 | 0.14 | 0.16 | V |
| VA－偏置電流 | －0.5 | －1 | μA | ||
| 開環(huán)增益 | VOUT=2V～5V | 45 | 50 | dB | |
| VAO高電平 | Load=－25μA | 5.7 | 6 | 6.3 | V |
| VAO低電平 | Load=25μA | 0.3 | 0.5 | V | |
| 輸出源極電流 | VVA－=2.8V | －50 | μA | ||
| 輸出變換電流 | VVA－=3.2V | 50 | μA | ||
| 跨導(dǎo) | IOUT=±50μA | 400 | 600 | 1000 | μS |
| 電流放大器 | |||||
| 輸入失調(diào)電壓 | VCM=0V,VCAO=3V | －3 | 0 | 3 | mV |
| 輸入偏置電流 | VCM=0V,VCAO=3V | －6.5 | －5 | μA | |
| 輸入失調(diào)電流 | VCM=0V,VCAO=3V | －0.5 | 0.0 | 0.5 | μA |
| 開環(huán)增益 | VCM=0V,VCAO=2V～5V | 80 | 90 | dB | |
| CMRR | VCM=0V～1.5V,VCAO=3V | 65 | 80 | dB | |
| CAO高電平 | VCA－=0V,VMOUT=1V,IL=－50μA | 6.5 | 7 | 7.5 | V |
| CAO低電平 | VCA－=1V,VMOUT=0V,IL=1mA | 0.2 | 0.3 | V | |
| 最大輸出源極電流 | －130 | －150 | μA | ||
| 電壓基準(zhǔn)參考 | |||||
| 輸出電壓 | IREF=0mA,TA=25℃ | 7.313 | 7.5 | 7.688 | V |
| 過熱時(shí)，UCC3858 | 7.294 | 7.5 | 7.707 | V | |
| 過熱時(shí)，UCC2858,UCC1858 | 7.239 | 7.5 | 7.762 | V | |
| 負(fù)載調(diào)節(jié)率 | IREF=0mA～2mA | 3 | 5 | mV | |
| 電網(wǎng)調(diào)節(jié)率 | VDD=12V～16V | 30 | mV | ||
| 短路電流 | VREF=0V | 35 | 50 | mA | |
| 振蕩器 | |||||
| 初始精度 | TA=25℃ | 90 | 100 | 110 | kHz |
| 電壓穩(wěn)定度 | VDD=12V～16V | 1 | ％ | ||
| 總變化 | 電網(wǎng)、溫度均變化時(shí) | 80 | 120 | kHz | |
| 斜坡幅度(pp) | 振蕩器自由振蕩時(shí)，VAO=5.5V | 3.3 | 3.5 | 3.7 | V |
| 斜坡峰值電壓 | 振蕩器自由振蕩時(shí)，VAO=5.5V | 4.4 | 4.6 | 4.8 | V |
| 峰值電流限制 | |||||
| 峰值門限電壓 | (VCA－)－VMOUT | 350 | 450 | 550 | mV |
| 峰值滯后電壓 | 100 | 200 | mV | ||
| 峰值傳播延遲時(shí)間 | 1 | μs | |||
| 乘法器 | |||||
| 高電網(wǎng)低功耗時(shí) | IAC=100μA,VCRMS=3.5V,VAOUT=1.25V | 1 | μA | ||
| 高電網(wǎng)高功耗時(shí) | IAC=100μA,VCRMS=3.5V,VAOUT=5.5V | 15 | μA | ||
| 低電網(wǎng)低功耗時(shí) | IAC=20μA,VCRMS=0.75V,VAOUT=1.25V | 4 | μA | ||
| 低電網(wǎng)高功耗時(shí) | IAC=20μA,VCRMS=0.75V,VAOUT=5.5V | 64 | μA | ||
| IAC限制時(shí) | IAC=20μA,VCRMS=0.4V,VAOUT=5.5V | 64 | μA | ||
| 增益常數(shù) | IAC=100μA,VCRMS=3.5V,VAOUT=5.5V | 2.5 | 1/V | ||
| 零電流 | IAC=20μA,VCRMS=0.75V,VAOUT=5.5V | 0 | μA | ||
| IAC=100μA,VCRMS=3.5V,VAOUT=5.5V | 0 | μA | |||
| 功耗限制（VCRMS·IMO） | IAC=20μA,VCRMS=0.75V,VAOUT=5.5V | 45 | μW | ||
| PWM頻率折反 | |||||
| FBL輸入電流 | －500 | －100 | nA | ||
| FBL無輸出時(shí) | 0.5 | V | |||
| 折反最小頻率 | RFBM=100k | 25 | 30 | kHz | |
| 折反無效 | 1.5 | 1.75 | V | ||
| 柵極驅(qū)動(dòng)器 | |||||
| 拉高電阻 | IOUT=100mA | 7 | Ω | ||
| 拉低電阻 | IOUT=－100mA | 3.5 | Ω | ||
| 輸出上升時(shí)間 | CLOAD=1nF,RS=10Ω | 25 | ns | ||
| 輸出下降時(shí)間 | CLOAD=1nF,RS=10Ω | 20 | ns | ||
它可按f=0.814/RT·CT給出。
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