ZHCSJY8F June   2019  – August 2026 UCC256402 , UCC256403 , UCC256404

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 特性
  3. 应用
  4. 说明
  5. 器件比较表
  6. 引脚配置和功能
  7. 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 等级
    3. 6.3 建议运行条件
    4. 6.4 热性能信息
    5. 6.5 电气特性
    6. 6.6 开关特性
    7. 6.7 典型特性
  8. 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1 混合迟滞控制
      2. 7.3.2 稳压 13V 电源
      3. 7.3.3 反馈链
        1. 7.3.3.1 光耦合器反馈信号输入和偏置
        2. 7.3.3.2 FB 引脚电压钳位
        3. 7.3.3.3 “取较低值”块和软启动多路复用器
        4. 7.3.3.4 取较高值块和突发模式多路复用器
        5. 7.3.3.5 VCR 比较器
      4. 7.3.4 谐振电容器电压检测
      5. 7.3.5 谐振电流检测
      6. 7.3.6 体电压感测
      7. 7.3.7 输出电压检测
      8. 7.3.8 高压栅极驱动器
        1. 7.3.8.1 自适应死区时间控制
      9. 7.3.9 保护功能
        1. 7.3.9.1 ZCS 区预防
        2. 7.3.9.2 过流保护 (OCP)
        3. 7.3.9.3 偏置绕组过压保护 (BWOVP)
        4. 7.3.9.4 输入欠压保护 (VINUVP)
        5. 7.3.9.5 输入过压保护 (VINOVP)
        6. 7.3.9.6 引导 UVLO
        7. 7.3.9.7 RVCC UVLO
        8. 7.3.9.8 过热保护 (OTP)
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 高压启动
      2. 7.4.2 X 电容器放电
      3. 7.4.3 突发模式控制
        1. 7.4.3.1 软启动和突发模式阈值
        2. 7.4.3.2 BMTL/BMTH 比率编程
      4. 7.4.4 系统状态机
  9. 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 设计要求
      2. 8.2.2 详细设计过程
        1. 8.2.2.1  LLC 功率级要求
        2. 8.2.2.2  LLC 增益范围
        3. 8.2.2.3  ‌选择 Ln 和 Qe
        4. 8.2.2.4  确定等效负载电阻
        5. 8.2.2.5  确定 LLC 谐振电路的元件参数
        6. 8.2.2.6  LLC 初级侧电流
        7. 8.2.2.7  LLC 次级侧电流
        8. 8.2.2.8  LLC 变压器
        9. 8.2.2.9  LLC 谐振电感器
        10. 8.2.2.10 LLC 谐振电容器
        11. 8.2.2.11 LLC 初级侧 MOSFET
        12. 8.2.2.12 LLC 整流器二极管
        13. 8.2.2.13 LLC 输出电容器
        14. 8.2.2.14 HV 引脚串联电阻器
        15. 8.2.2.15 BLK 引脚分压器
        16. 8.2.2.16 ISNS 引脚微分器
        17. 8.2.2.17 VCR 引脚电容器分压器
        18. 8.2.2.18 BW 引脚分压器
        19. 8.2.2.19 软启动和突发模式编程
      3. 8.2.3 应用曲线
    3. 8.3 电源相关建议
      1. 8.3.1 VCC 引脚电容器
      2. 8.3.2 自举电容器
      3. 8.3.3 RVCC 引脚电容器
    4. 8.4 布局
      1. 8.4.1 布局指南
      2. 8.4.2 布局示例
  10. 器件和文档支持
    1. 9.1 文档支持
      1. 9.1.1 相关文档
    2. 9.2 接收文档更新通知
    3. 9.3 支持资源
    4. 9.4 商标
    5. 9.5 静电放电警告
    6. 9.6 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

突发模式控制

LLC 转换器功率级的效率随着输出功率下降而快速下降。为了保持合理的轻负载效率,有必要以突发模式操作 LLC 转换器。在该模式中,LLC 转换器在一个短突发周期内以相对较高的功率运行,然后在一个周期内关闭开关。在突发周期中,过量的电荷转移并储存在输出电容器中。在突发关闭周期中,储存的电荷用来供应负载电流。突发模式运行对于满足严格的待机功耗要求至关重要。突发模式运行的一个问题是可闻噪声性能。由于需要在一段时间内停止开关,因此存在一种开关脉冲模式,其频率落在 20Hz 至 20kHz 的可听频率范围内。UCC25640x 的一些器件型号包括突发模式并在前几个和最后几个开关脉冲具有软启动和软关断周期,从而更大限度地降低待机运行期间的可闻噪声。

图 7-17 描述了突发模式运行的时序图。这里使用两个突发模式阈值(BMTH 用于退出突发模式,BMTL 用于进入突发模式)。节 7.4.3.1部分详细介绍了如何对这两个阈值进行编程。将 FB 链的 FBreplica 与这两个阈值进行比较,并决定突发模式的操作。

  • 在 t1 时,FBreplica 低于 BMTL。系统进入突发模式并立即停止开关。在突发关闭期间,UCC25640x 会禁用一些内部块以节省功耗。
  • 在 t2 时,FBreplica 高于 BMTH。系统再次开始开关,这个周期称为突发开启周期。在突发开启期间,发送到 VCR 比较器的控制作用 Vcomp 是 FBreplica 和 BMTL 的较高值。对于系统进入突发模式后的第一种开关模式,不会出现突发软开启。
  • 在 t3 时,FBreplica 再次降至 BMTL 以下。切换不会停止,直到它达到突发数据包的预定义数量 (Nburst)。Vcomp 仍会选择 FBreplica 和 BMTL 中较高的值。对于最后 7 个开关周期,应用软关断(图 7-17中仅介绍了 3 个软开/关步骤,以进行概念介绍)。Vcomp 是 FBreplica 和 BMTL 之间较高值的一部分。表 7-1中介绍了不同切换周期的部分数。对于突发软关断,它从步骤 7 开始并斜降。达到步骤 1 后,软关断步骤完成,系统进入突发关断周期。这有助于实现 LLC 变压器电流的缓慢下降。对于突发软启动,它从步骤 1 开始反转方向,并在步骤 7 结束。如果 FBreplica 在软关闭步骤完成之前大于 BMTL,则突发软关闭会立即结束,系统将转换为突发软打开。在这种情况下,软开启步骤从软关断结束的步骤开始,以确认软关断和软开启之间的平稳过渡。
  • 在 t4 时,FBreplica 大于 BMTL。系统进入突发开启周期,由于这不是第一个突发开启周期,因此在前 7 个开关周期有软开启周期。Vcomp 与 FBreplica 和 BMTL 的较高值的比值也在表 7-1 中进行了描述。在突发软开启步骤完成后,Vcomp 使用 FBreplia 和 BMTL 的较高值,直至达到突发软关闭周期。
  • 在 t5 时,FBreplica 在另一个突发关闭周期后再次大于 BMTL。这次的差异是,在 t6 时 FBreplica 大于 BMTH,此时突发软开启步骤尚未完成。突发软开启会立即终止,因此 Vcomp 可以跟随 FBreplica,以便在从突发模式运行到突发外模式运行的负载瞬态期间确认快速系统响应。
UCC256402 UCC256403 UCC256404 突发模式开关模式图 7-17 突发模式开关模式
表 7-1 突发模式软开启和软关断 Vcomp 控制
突发软开启和软关闭步骤用于在软开启期间降低 Vcomp 的部分
11/3
29/21
311/21
413/21
515/21
617/21
719/21

HHC 控制使突发软开启和软关断的实现变得非常简单。由于 HHC 中存在频率控制部分,更改 Vcomp 可以直接影响 LLC 开关频率,从而在开关周期内控制谐振电流幅度。此外,当 VCR 节点电压等于共模电压 VCM 时,每个突发开启周期的最后一个脉冲也会关闭。在 HHC 控制中,这近似相当于谐振电容器电压等于 VIN/2。此操作使谐振电容器电压在每个突发关断周期内保持接近 VIN/2,从而使突发模式能够在突发开启周期期间尽快稳定。

节 7.3.9.1 中所述,为避免在轻负载条件下出现麻烦的 ZCS 检测,在轻负载条件下会禁用 ZCS。这通过使用 BMTH 阈值实现。当 FBreplica 低于 BMTH(表示轻负载工作条件)时,ZCS 检测被禁用。当 FBreplica 高于 BMTH 时,ZCS 检测将恢复。

一些器件型号会禁用突发软开启和软关闭功能,适用于对可闻噪声不太关心、但希望在突发模式期间降低输出纹波的应用。此外,还使用较小的突发数据包大小。有关禁用突发软开启和软关闭时突发模式操作的时序图,请参见图 7-18

  • 在 t1 时,FBreplica 低于 BMTL。系统进入突发模式并立即停止开关。
  • 在 t2 时,FBreplica 高于 BMTH。系统再次开始开关,并进入突发开启周期。发送到 VCR 比较器的控制作用 Vcomp 是 FBreplica 和 BMTL 中的较高值。
  • 在 t3 时,FBreplica 再次降至 BMTL 以下。切换不会停止,直到它达到突发数据包的预定义数量 (Nburst)。如果开关在 FBreplica 再次低于 BMTL 之前达到 Nburst,系统将继续传送突发数据包,直至 FBreplica 低于 BMTL
  • 在 t4 时,FBreplica 大于 BMTL。系统在不进行软开启的情况下进入突发开启周期。因此控制作用 Vcomp 是 FBreplica 和 BMTL 中的较高值。
  • 在 t5 时,FBreplica 在另一个突发关闭周期后再次大于 BMTL。控制作用 Vcomp 遵循 FBreplica。在 t6,FBreplica 变为高于 BMTH,Vcomp 仍遵照 FBreplica。如果 FBreplica 保持在 BMTH 以上的时间超过 Nburst 开关周期,系统将退出突发模式。
UCC256402 UCC256403 UCC256404 禁用软开启和软关闭时的突发模式开关模式图 7-18 禁用软开启和软关闭时的突发模式开关模式

UCC25640x 还可以通过更改 BW 引脚电阻来禁用突发模式,如节 7.4.3.2 所述。当突发模式被禁用时,即使 FBreplica 低于 BMTL,开关也不会停止。通过选择 BMTL 和 FBreplica 中较高的值来控制 Vcomp,取较高值块仍然有效。在这种情况下,BMTL 会限制 LLC 的最大开关频率。

禁用突发模式时,FBreplica 在稳态下必须高于 BMTL。否则,LLC 输出电压会失去稳压功能,因为它继续提供比反馈中所需能量更多的能量。对于一个短暂的时期,可以让 FBreplica 低于 BMTL