ZHCAFI9 July 2025 UCG28824 , UCG28826 , UCG28828
传统上,反激式转换器在反激式变压器上使用辅助绕组来提供控制器的偏置电压。由于输出电压可变,控制器的偏置电压会随输出电压而变化。偏置电压的大范围变化会导致更高的功率损耗,并且需要更多的外部元件来调节偏置电压。UCG2882x 采用自偏置技术,直接从功率级获取能量,解决与 USB-PD 可变输出电压相关的设计挑战。
此外,UCG2882x 通过无辅助检测技术消除了变压器辅助绕组。如 图 3-1 所示,使用集成分压器检测开关节点电压。通过信号后处理,可以从检测到的开关节点电压中推导出输入电压和反射的输出电压。
由于输出电压调节是通过次级侧的反馈环路实现的,因此在初级侧检测到的输出电压仅需用于保护目的。当在初级侧进行检测时,无辅助检测技术仅通过变压器检测反射输出电压,而非检测输出电压的绝对值。因此,需要使用变压器初级侧与次级侧的匝数比来计算输出电压的绝对值。
在 UCG2882x 中,变压器匝数比通过编程引脚 TR 设置。表 3-1 中总结了 TR 引脚的设置。在为 USB-PD 应用进行设计时,具有通用交流输入(85V 至 264V),变压器匝数比通常在此范围内,设计人员可以选择相应的设置来匹配变压器匝数比。通过匝数比设置,输出过压保护阈值设置为 25V,适合 USB-PD 应用中的 20V 输出。
| TR 引脚电阻器 (kΩ) | 匝数比 |
|---|---|
| 0 | 7.875 |
| 5.23 | 6 |
| 6.34 | 6.125 |
| 7.68 | 6.25 |
| 9.31 | 6.375 |
| 11.3 | 6.5 |
| 13.7 | 6.625 |
| 16.9 | 6.75 |
| 20.5 | 6.875 |
| 25.5 | 7 |
| 31.6 | 7.125 |
| 39.2 | 7.25 |
| 51.1 | 7.375 |
| 66.5 | 7.5 |
| 84.5 | 7.625 |
| 113 | 7.75 |
| 174 | 7.875 |
但是,对于非 USB-PD 应用,或输出电压不是 20V 时,变压器匝数比可能超出此范围。有时,即使可以设置匝数比以匹配设计要求,25V OVP 可能不合适,也需要进行一些设置更改。
如前所述,UCG2882x 会检测反射输出电压,结合编程的变压器匝数比,输出电压 OVP 可设置为 25V。UCG2882x 不是通过将反射电压除以变压器匝数比来计算输出电压,而是使用 TR 引脚设置来更改初级侧 OVP 阈值,因此等效地通过不同的匝数比设置实现相同的输出 OVP 水平。按照这一原则,增加了第三列,表 3-1 变为 表 3-2,这与 UCG2882x 数据表中的表 7-1 相同。TR 引脚实际上是输出 OVP 设置引脚。TR 引脚不会设置输出 OVP 电平的绝对值,而是根据反射的输出电压设置输出 OVP 电平。
| TR 引脚电阻器 (kΩ) | 匝数比 | VOUT OVP 阈值(V,反射到初级) |
|---|---|---|
| 0 | 7.875 | 196.9 |
| 5.23 | 6 | 150 |
| 6.34 | 6.125 | 153.1 |
| 7.68 | 6.25 | 156.2 |
| 9.31 | 6.375 | 159.4 |
| 11.3 | 6.5 | 162.5 |
| 13.7 | 6.625 | 165.6 |
| 16.9 | 6.75 | 168.7 |
| 20.5 | 6.875 | 171.9 |
| 25.5 | 7 | 175 |
| 31.6 | 7.125 | 178.1 |
| 39.2 | 7.25 | 181.2 |
| 51.1 | 7.375 | 184.4 |
| 66.5 | 7.5 | 187.5 |
| 84.5 | 7.625 | 190.6 |
| 113 | 7.75 | 193.7 |
| 174 | 7.875 | 196.9 |
图 3-2 中展示了使用无辅助检测技术的初级侧 OVP 原理。