ZHDA329 September 2026 UCC25661
在 UCC256612 控制器中,嵌入式 HV 引脚支持启动,但不具备 X 电容放电功能。HV 引脚直接连接到直流母线(或通过两个电阻连接)。内部高压电流源在系统启动期间为 VCCP 引脚充电,并在 VCCP 等于 VCCstartSelf(约 14V)时关闭该引脚。
为支持 800V 启动,UCC256612 内部 640V 额定值不足。因此,需要额外的高压 MOSFET 与 HV 引脚堆叠,以实现高压启动。通过采用耗尽型 N 沟道 MOSFET,系统实现常通配置,无需外部启动偏置电阻。我们可以选择 BSS126(600V 耗尽型 MOSFET,SOT-23 封装)或 BSS135(与 BSS126 参数相同,SOT-223 封装)来扩展启动额定电压。
如图 2-2 所示,在上电阶段,当 VCCP 低于 VCCStartSelf 时,HV 引脚的内部电流源将 BSS126 的源极拉低至低于其栅极,从而使 BSS126 导通。内部高压 (HV) 电流源将 VCCP 电容的充电电流调节至最大 10mA。当 VCCP 触发 VCCStartSelf 时,内部 HV 电流源关闭并使 HV 引脚浮空,BSS126 的源极高于其栅极,从而使 BSS126 关断,直到 VCCP 放电至 VCCStopSwitching (9.5V) 时再次开启 HV 引脚。
为了保护系统,我们需要确保 BSS126 的 Vgs 电压被适当钳位。我们在 BSS126 的 Vgs 之间并联一个电阻和一个 12V 齐纳二极管,将电压应力限制在 1V 至 -12V 之间,低于 BSS126 的最大 Vgs 额定值 ±20V。
下一个目标是确保 BSS126 的 VDS 和 HV 引脚上的电压应力足够。我们在 BSS126 的栅极上使用上拉电阻,并使用齐纳二极管钳位电压。我们使用三个 1206 电阻来支持 600V 额定电压,并使用四个 130V 齐纳二极管将栅极电压钳位到约 520V。我们选择总阻值约 10MΩ 的上拉电阻,以降低电阻功耗。
在首次给系统上电之前,将输入电压降低到低于欠压启动电压,以检查启动电路的工作情况,而不会损坏整个系统。图 2-3 展示了启动电路在 VIN = 50V 时工作。在此检查 VCCP 和 VG:
我们可以逐步增加 VIN 来确认启动电路。
在实际设计中,VG 和 HV 引脚呈现非常高的阻抗,使其极易受到干扰。因此,保持这些引脚周围安静的 PCB 布局至关重要,应将高 di/dt 或 dv/dt 电路远离其附近,从而尽可能减少噪声耦合。
图 2-3 VIN = 50V 时的启动波形 CH1:VIN,CH2:VG,CH3:V5P、CH4:VCCP图 2-4 展示了 800V 时的系统启动。它展示 VG 被钳位在 527V 约 100ms,然后降至 427V,约为 VIN 的一半,这与我们的设计目标相符。
图 2-4 VIN = 800V、VOUT = 48V – 6.5A 时的启动波形 CH1:VIN,CH2:VG,CH3:VCCP,CH4:LO,CH5:VOUT,CH6:IRES