發布日期：2022-04-20 點擊率：85
好幾年前，當我為液晶電視設計我的第一個 AC/DC 電源時，我添加了許多額外的保護電路，以確保電源符合安全和節能標準等規定。圖 1 顯示了 那些年前 LCD TV 電源的簡化框圖。
我應用了一個泄放電阻，以確保電磁干擾濾波器中的 x 電容器在一定時間內放電到對人體安全的電壓水平，并符合 EN60950 安全標準。在待機模式下，我應用了額外的輔助電源以滿足能源之星的要求。電源還需要外部輸入欠壓保護 (UVP) 和 DC/DC 開/關遲滯電路，以確保在 AC 開/關循環和其他關鍵測試期間的生存。
圖 1：10 年前的簡化液晶電視電源框圖
由于電源上有如此多的電路，因此很難降低總體材料成本，并且印刷電路板布線變得更加困難。由于電力電子和半導體技術的進步，我們現在能夠將我 10 年前添加的許多外部電路集成到單個 IC 中。例如，UCC29950是一款集中式控制器，能夠驅動連續導通模式 PFC 電路和 LLC 諧振轉換器，具有集成輸入 UVP、x 電容器放電和 DC/DC 開/關遲滯。此外，集中控制方案允許 IC 從 PFC 和 LLC 級收集信息并進入或不進入待機模式。
提高功率密度最有效的方式就是提高開關頻率，高頻下的磁性元件體積會大幅度減小，但頻率的提高會使開關管的開關損耗加大，對變換器的效率造成影響。采用高頻工作將大大降低無源器件的尺寸，如變壓器和電感器等。但隨之而來的開關損耗對高頻工作帶來了不利影響，嚴重制約了開關頻率的不斷提高。為減少開關損耗和整流損耗，提高開關電源變換器的工作效率，因此提出了諧振軟開關技術。LLC 諧振變換器電路結構簡單，能實現初級主開關管的零電壓（ZVS）導通和次級整流管的零電流（ZCS）關斷，設計相對簡單。同時，電流波形呈正弦化，開關損耗和噪聲可大幅度減少，有效地減少了電磁輻射的干擾。
UCC29950為帶有CCM升壓功率因數校正（PFC）級和LLC轉換器級的AC-DC轉換器提供所有控制功能。控制器經過優化，易于使用。
專有的CCM PFC算法使系統能夠實現高效率、更小的轉換器尺寸和高功率因數。集成LLC控制器可實現高效DC-DC轉換級，利用軟開關實現低EMI噪聲。組合控制器中PFC控制和LLC控制的集成允許控制算法利用兩個階段的信息。
該控制器包括用于使用耗盡模式MOSFET啟動的控制電路，該MOSFET具有內部設備電源管理，該內部設備電源管理最小化外部組件需求并有助于降低系統實施成本。
為了進一步降低待機功率，集成了一個X-Cap放電電路。UCC29950實現了一整套系統保護功能，包括交流線路斷電、PFC總線欠壓PFC和LLC、過電流和熱關機。
特性：
●高效PFC半橋諧振LLC組合控制器
●連續傳導模式（CCM）升壓功率因數校正
●支持自偏置或輔助（外部）偏置操作模式
●PFC回路完全內部補償
●PFC級設計分為3個簡單步驟（設計電壓反饋、電流反饋和功率級）
●固定的100 kHz PFC頻率，帶有抖動，易于符合EMI要求
●真實輸入功率限制，與線路電壓無關
●固定LLC頻率工作范圍為70 kHz至350 kHz
●LLC半橋功率級的死區時間在負載范圍內變化，以擴展ZVS范圍
●三電平LLC過電流保護
●持續過載和短路電源保護的Hiccup模式操作
●通過主動控制高壓啟動MOSFET和X-Cap放電功能實現低待機功耗
●內置軟啟動和變頻器排序，簡化設計
●交流線路斷電保護，帶故障指示燈
●PFC總線過壓和欠壓保護
●超溫保護
●外部門驅動器，可隨功率級別擴展
●SOIC-16封裝
應用UCC29950時，即使沒有額外的輔助電源，電源也可以在空載時具有低功耗。因此，電源框圖將簡單得多（參見圖 2），但仍提供與圖 1 所示相同的功能。
圖 2：簡化的 UCC29950“無待機”電源框圖
具有集中控制的電源可以大大減少元件數量和電路成本。由于控制器集成了許多保護功能，可靠性提高了，電源發生災難性故障的機會也減少了。
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