ZHCSKM3H March   1999  – April 2025 UCC1801 , UCC1802 , UCC1803 , UCC1804 , UCC1805 , UCC2800 , UCC2801 , UCC2802 , UCC2803 , UCC2804 , UCC2805 , UCC3800 , UCC3801 , UCC3802 , UCC3803 , UCC3804 , UCC3805

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 器件比较
  6. 5 引脚配置和功能
  7. 6 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 典型特性
  8. 7 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  详细引脚说明
        1. 7.3.1.1 COMP
        2. 7.3.1.2 FB
        3. 7.3.1.3 CS
        4. 7.3.1.4 RC
        5. 7.3.1.5 GND
        6. 7.3.1.6 OUT
        7. 7.3.1.7 VCC
        8. 7.3.1.8 引脚 8 (REF)
      2. 7.3.2  欠压锁定 (UVLO)
      3. 7.3.3  自偏置低电平有效输出
      4. 7.3.4  基准电压
      5. 7.3.5  振荡器
      6. 7.3.6  同步
      7. 7.3.7  PWM 生成器
      8. 7.3.8  最小关断时间设置（死区时间控制）
      9. 7.3.9  前沿消隐
      10. 7.3.10 最小脉冲宽度
      11. 7.3.11 电流限制
      12. 7.3.12 过流保护和全周期重启
      13. 7.3.13 软启动
      14. 7.3.14 斜率补偿
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 正常运行
      2. 7.4.2 UVLO 模式
      3. 7.4.3 软启动模式
      4. 7.4.4 故障模式
  9. 8 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 电流检测网络
        2. 8.2.2.2 栅极驱动电阻器
        3. 8.2.2.3 Vref 电容器
        4. 8.2.2.4 RTCT
        5. 8.2.2.5 启动电路
        6. 8.2.2.6 电压反馈补偿
          1. 8.2.2.6.1 功率级增益、零点和极点
          2. 8.2.2.6.2 补偿环路
      3. 8.2.3 应用曲线
    3. 8.3 电源相关建议
    4. 8.4 布局
      1. 8.4.1 布局指南
      2. 8.4.2 布局示例
  10. 9 器件和文档支持
    1. 9.1 相关链接
    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. 10Revision History
  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
8.2.2.6.1 功率级增益、零点和极点

补偿固定频率反激式的第一步是验证转换器是连续导通模式 (CCM)，还是不连续导通模式 (DCM)。  如果初级电感 LP 大于 DCM、CCM 边界模式工作的电感（即临界电感或 LPcrit），则转换器将在基于 方程式 20 计算得出的 CCM 中工作：

方程式 20. UCC1801 UCC1802 UCC1803 UCC1804 UCC1805 UCC2800 UCC2801 UCC2802 UCC2803 UCC2804 UCC2805 UCC3800 UCC3801 UCC3802 UCC3803 UCC3804 UCC3805

对于整个输入电压范围，所选电感器的值大于临界电感器的值。所以，转换器以 CCM 工作，补偿环路需要基于 CCM 反激式公式进行设计。

电流-电压转换是通过接地基准的外部电流检测电阻器 RCS 和内部电阻分压器完成的，该分压器可设置内部电流检测增益，即 ACS = 1.65。  依托 IC 技术，无论实际电阻值如何变化，均可严格控制电阻分压比。

图 8-1 中所示的峰值电流模式控制 CCM 反激式转换器的固定频率电压控制环路的直流开环增益 GO 通过首先使用方程式 21 中计算的输出负载 ROUT、初级与次级匝数比 NPS、最大占空比 D 来近似计算得出。

方程式 21. UCC1801 UCC1802 UCC1803 UCC1804 UCC1805 UCC2800 UCC2801 UCC2802 UCC2803 UCC2804 UCC2805 UCC3800 UCC3801 UCC3802 UCC3803 UCC3804 UCC3805

在方程式 21 中，D 用方程式 22 计算，τL 用方程式 23 计算，M 用方程式 24 计算。

方程式 22. UCC1801 UCC1802 UCC1803 UCC1804 UCC1805 UCC2800 UCC2801 UCC2802 UCC2803 UCC2804 UCC2805 UCC3800 UCC3801 UCC3802 UCC3803 UCC3804 UCC3805
方程式 23. UCC1801 UCC1802 UCC1803 UCC1804 UCC1805 UCC2800 UCC2801 UCC2802 UCC2803 UCC2804 UCC2805 UCC3800 UCC3801 UCC3802 UCC3803 UCC3804 UCC3805
方程式 24. UCC1801 UCC1802 UCC1803 UCC1804 UCC1805 UCC2800 UCC2801 UCC2802 UCC2803 UCC2804 UCC2805 UCC3800 UCC3801 UCC3802 UCC3803 UCC3804 UCC3805

对于这种设计，输出电压 VOUT 为 12V、48W 的转换器与输出负载 ROUT（满载时等于 3Ω）有关。

在最低输入电压为 75V DC 时，占空比达到 0.615 的最大值。电流检测电阻 RCS 为 0.75Ω，初级与次级匝数比 NPS 为 10。开环增益计算结果为 14.95dB。

CCM 反激式有两个相关的零点。ESR 和输出电容为功率级提供了一个左半平面零点，该零点的频率 fESRz 由 方程式 25 计算得出。

方程式 25. UCC1801 UCC1802 UCC1803 UCC1804 UCC1805 UCC2800 UCC2801 UCC2802 UCC2803 UCC2804 UCC2805 UCC3800 UCC3801 UCC3802 UCC3803 UCC3804 UCC3805

对于由三个 680µF 电容器组成的电容组（总输出电容为 2040µF，总 ESR 为 13mΩ），其 fESRz 零点位于 6kHz。

CCM 反激式转换器在其传递函数的右半平面 RHP 中有一个零点。RHP 零点与左半平面零点相似，随着频率增加，具有相同的 20dB/十倍频程上升增益幅度，但它增加了相位滞后，而不是超前。这种相位滞后往往会限制整个环路带宽。方程式 26 中的频率位置 fRHPz 是输出负载、占空比、初级电感 LP 和初级侧到次级侧匝数比 NPS 的函数。

方程式 26. UCC1801 UCC1802 UCC1803 UCC1804 UCC1805 UCC2800 UCC2801 UCC2802 UCC2803 UCC2804 UCC2805 UCC3800 UCC3801 UCC3802 UCC3803 UCC3804 UCC3805

输入电压越高，负载越小，右半平面零点频率就越高。通常情况下，设计需要考虑最低右半平面零点频率的最坏情况，并且必须在最小输入和最大负载条件下对转换器进行补偿。初级电感为 1.5mH，在 75V 直流输入下，RHP 零点频率 fRHPz 在最大占空比、满载时等于 7.65kHz。

功率级有一个主导极点 ωP1，它位于感兴趣的区域中，处在较低的频率 fP1 处，与占空比 D、输出负载和输出电容有关。还有一个双极点放在转换器开关频率的一半处，fP2 由 方程式 27 和 方程式 28 计算得出。

方程式 27. UCC1801 UCC1802 UCC1803 UCC1804 UCC1805 UCC2800 UCC2801 UCC2802 UCC2803 UCC2804 UCC2805 UCC3800 UCC3801 UCC3802 UCC3803 UCC3804 UCC3805
方程式 28. UCC1801 UCC1802 UCC1803 UCC1804 UCC1805 UCC2800 UCC2801 UCC2802 UCC2803 UCC2804 UCC2805 UCC3800 UCC3801 UCC3802 UCC3803 UCC3804 UCC3805

斜坡补偿用于解决当占空比超过 50% 时的大信号次谐波振荡问题。次谐波振荡会导致输出电压纹波增加，甚至可能限制转换器的功率处理能力。

斜率补偿旨在实现理想的品质因数 Qp，使其在开关频率一半处的值为 1。QP 通过 方程式 29 计算得出。

方程式 29. UCC1801 UCC1802 UCC1803 UCC1804 UCC1805 UCC2800 UCC2801 UCC2802 UCC2803 UCC2804 UCC2805 UCC3800 UCC3801 UCC3802 UCC3803 UCC3804 UCC3805

在方程式 29 中，D 是初级侧开关占空比，MC 是斜坡补偿系数，由方程式 30 定义。

方程式 30. UCC1801 UCC1802 UCC1803 UCC1804 UCC1805 UCC2800 UCC2801 UCC2802 UCC2803 UCC2804 UCC2805 UCC3800 UCC3801 UCC3802 UCC3803 UCC3804 UCC3805

在 方程式 30 中，Se 是补偿斜坡斜率，Sn 是电感器上升斜率。斜坡补偿的理想目标是使 QP 等于 1，这意味着当 D 达到其最大值 0.615 时，MC 必须为 2.128。

CS 引脚处的电感器上升斜率通过 方程式 31 计算得出。

方程式 31. UCC1801 UCC1802 UCC1803 UCC1804 UCC1805 UCC2800 UCC2801 UCC2802 UCC2803 UCC2804 UCC2805 UCC3800 UCC3801 UCC3802 UCC3803 UCC3804 UCC3805

补偿斜率通过 方程式 32 计算得出。

方程式 32. UCC1801 UCC1802 UCC1803 UCC1804 UCC1805 UCC2800 UCC2801 UCC2802 UCC2803 UCC2804 UCC2805 UCC3800 UCC3801 UCC3802 UCC3803 UCC3804 UCC3805

补偿斜率通过 RRAMP 和 RCSF 添加到系统中。选择 CRAMP 以近似实现高频短路。将 CRAMP 的初始值设置为 10nF，并根据需要进行调整。RRAMP 和 RCSF 将对 RC 引脚斜坡电压进行分压，并将斜坡补偿注入 CS 引脚。选择远大于 RT 电阻器的 RRAMP，以免对频率设置产生太大影响。  在此设计中，所选的 RRAMP 为 24.9kΩ。RC 引脚斜坡斜率通过 方程式 33 计算得出。

方程式 33. UCC1801 UCC1802 UCC1803 UCC1804 UCC1805 UCC2800 UCC2801 UCC2802 UCC2803 UCC2804 UCC2805 UCC3800 UCC3801 UCC3802 UCC3803 UCC3804 UCC3805

为了实现 46.3mV/µs 的补偿斜率，使用 方程式 34 计算 RCSF 电阻。

方程式 34. UCC1801 UCC1802 UCC1803 UCC1804 UCC1805 UCC2800 UCC2801 UCC2802 UCC2803 UCC2804 UCC2805 UCC3800 UCC3801 UCC3802 UCC3803 UCC3804 UCC3805

功率级开环增益和相位可描述为频率的函数。作为频率函数的总增益可表示为 方程式 35。

方程式 35. UCC1801 UCC1802 UCC1803 UCC1804 UCC1805 UCC2800 UCC2801 UCC2802 UCC2803 UCC2804 UCC2805 UCC3800 UCC3801 UCC3802 UCC3803 UCC3804 UCC3805

由此绘制相应波特图（请参见 图 8-2 和 图 8-3）。

UCC1801 UCC1802 UCC1803 UCC1804 UCC1805 UCC2800 UCC2801 UCC2802 UCC2803 UCC2804 UCC2805 UCC3800 UCC3801 UCC3802 UCC3803 UCC3804 UCC3805 转换器开环波特图 - 增益图 8-2 转换器开环波特图 - 增益
UCC1801 UCC1802 UCC1803 UCC1804 UCC1805 UCC2800 UCC2801 UCC2802 UCC2803 UCC2804 UCC2805 UCC3800 UCC3801 UCC3802 UCC3803 UCC3804 UCC3805 转换器开环波特图 - 相位图 8-3 转换器开环波特图 - 相位