ZHCSXC7A June   2023  – November 2024 UCC28731-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
    1.     引脚功能
  6. 5 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD 等级
    3. 5.3 建议运行条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 时序要求
    7. 5.7 开关特性
    8. 5.8 典型特性
  7. 6 详细说明
    1. 6.1 概述
    2. 6.2 功能方框图
    3. 6.3 特性说明
      1. 6.3.1 详细引脚说明
        1. 6.3.1.1 VDD（器件偏置电压电源）
        2. 6.3.1.2 GND（接地）
        3. 6.3.1.3 HV（高电压启动）
        4. 6.3.1.4 DRV（栅极驱动）
        5. 6.3.1.5 CBC（电缆补偿）
        6. 6.3.1.6 VS（电压检测）
        7. 6.3.1.7 CS（电流检测）
      2. 6.3.2 初级侧调节 (PSR)
      3. 6.3.3 初级侧恒压调节
      4. 6.3.4 初级侧恒流调节
      5. 6.3.5 谷底开关和谷底跳跃
      6. 6.3.6 启动操作
      7. 6.3.7 故障保护
    4. 6.4 器件功能模式
  8. 7 应用和实施
    1. 7.1 应用信息
    2. 7.2 典型应用
      1. 7.2.1 设计要求
      2. 7.2.2 详细设计过程
        1. 7.2.2.1 输入大容量电容及其最小电压
        2. 7.2.2.2 变压器匝数比、电感、初级峰值电流
        3. 7.2.2.3 变压器参数验证
        4. 7.2.2.4 输出电容
        5. 7.2.2.5 VDD 电容，CVDD
        6. 7.2.2.6 VS 电阻分压器、线路补偿、和电缆补偿
      3. 7.2.3 应用曲线
    3. 7.3 注意事项
    4. 7.4 电源相关建议
    5. 7.5 布局
      1. 7.5.1 布局指南
      2. 7.5.2 布局示例
  9. 8 器件和文档支持
    1. 8.1 器件支持
      1. 8.1.1 器件命名规则
        1. 8.1.1.1  电容术语（以法拉为单位）
        2. 8.1.1.2  占空比相关术语
        3. 8.1.1.3  频率术语（以赫兹为单位）
        4. 8.1.1.4  电流术语（以安培为单位）
        5. 8.1.1.5  电流和电压调节术语
        6. 8.1.1.6  变压器术语
        7. 8.1.1.7  功率术语（以瓦特为单位）
        8. 8.1.1.8  电阻术语（以 Ω 为单位）
        9. 8.1.1.9  时间术语（以秒为单位）
        10. 8.1.1.10 直流电压术语（以伏特为单位）
        11. 8.1.1.11 交流电压术语（以伏特为单位）
        12. 8.1.1.12 效率术语
    2. 8.2 文档支持
      1. 8.2.1 相关文档
    3. 8.3 接收文档更新通知
    4. 8.4 支持资源
    5. 8.5 商标
    6. 8.6 静电放电警告
    7. 8.7 术语表
  10. 9 修订历史记录
  11. 10机械、封装和可订购信息

7.2.2.2 变压器匝数比、电感、初级峰值电流

最大初级与次级匝数比可以由满负载时的目标最大开关频率、最小输入电容器体电压和估算的 DCM 准谐振时间确定。

首先，根据目标最大开关频率 fMAX、次级导通占空比 DMAGCC 和 DCM 谐振周期 tR 确定 MOSFET 的最大占空比。对于 tR，如果您没有根据经验或以前的设计进行估算，则假设其值为 2µs（500kHz 谐振频率）。对于转换模式操作限制，从次级电流导通结束到 VDS 电压的第一个谐振谷值的时间间隔是 DCM 谐振周期的 ½ 或 1µs（假设频率为 500kHz）。实际设计会有所不同。可以使用以下公式确定 DMAX。

方程式 9. UCC28731-Q1

DMAGCC 被定义为恒定电流 CC 操作期间的次级二极管导通占空比。在 UCC28731-Q1 中，其值在内部固定为 0.432。一旦知道 DMAX，就可以通过以下公式确定初级与次级绕组的理想匝数比。需要确定次级绕组上的总电压；该电压是 VOCV、次级整流器压降 VF 与电缆补偿电压 (VOCBC)（如果使用）的总和。例如，对于 5V USB 充电器应用，通常使用的匝数比范围为 13 至 15。

方程式 10. UCC28731-Q1

实际匝数比取决于每个变压器绕组的实际匝数。在 V(min) 下运行时，选择 NPS > NPS(ideal) 会导致输出功率限值低于 (VOCV x IOCC)，而 VOUT 上可能会出现工频纹波。选择 NPS < NPS(Ideal) 可使全功率调节低至 VIN(min)，但会增加导通损耗和输出整流器的反向电压应力。

一旦根据详细的变压器设计确定了实际匝数比，就可以使用该比率进行以下参数计算。

UCC28731-Q1 恒流调节是通过在最大初级电流设置上保持 0.432 的最大 DMAGCC 占空比来实现的。对于调节恒定电流目标 IOCC，变压器匝数比和恒定电流调节系数决定了电流检测电阻器 RCS。RCS 的实际实现可能包含多个并联电阻器，以满足额定功率和精度要求。

由于存储在变压器中的所有能量不会全部转移到次级输出，因此使用变压器效率项 ηXFMR 来表示磁芯和绕组损耗比、漏电感损耗比以及相对于额定输出功率的初级偏置功率比。例如，满载时整体变压器效率估算为 0.91，其中包括约 3% 的漏电感损耗、约 5% 的磁芯和绕组损耗以及约 1% 的偏置功率。实际的损耗比可能与该示例有所不同。

方程式 11. UCC28731-Q1

可以使用反激式变压器的标准能量存储公式来计算初级变压器电感。下面的公式包括初级电流、最大开关频率以及输出和变压器功率损耗。

首先确定变压器峰值初级电流 IPP(max)。

峰值初级电流就是最大电流检测阈值除以电流检测电阻。

方程式 12. UCC28731-Q1

然后，计算变压器的初级电感 LP。

方程式 13. UCC28731-Q1

辅助绕组与次级绕组匝数比 NAS 是由恒流调节中的最低目标工作输出电压、UCC28731-Q1 的 VDD 关断阈值以及相应绕组网络中的正向二极管压降决定的。

方程式 14. UCC28731-Q1

变压器漏电感能量向 VDD 提供额外的能量，这使得在许多设计中可以使用较低的匝数比。