基于UCC256304支持低待机功耗且具有高压启动功能的宽输入电压 LLC 谐振控制器

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基于UCC256304支持低待机功耗且具有高压启动功能的宽输入电压 LLC 谐振控制器

　　1 特性

　　混合迟滞控制 (HHC)

　　同类产品中最佳的瞬态响应

　　简化补偿设计

　　优化的低功耗特性 可支持在开启PFC的情况下达到75mW 待机功耗设计

　　高级突发模式

　　光耦合器低功耗运行

　　有助于确保符合 CoC II 级标准

　　从突发模式快速退出

　　改进的电容区规避方案

　　自适应死区时间

　　内部高侧栅极驱动器

　　(0.6A 和 1.2A 电流能力)

　　可靠软启动，无硬开关

　　过热、输出过压、输入

　　过压和欠压保护以及

　　三级过流保护

　　宽工作频率范围

　　(35kHz 至 1MHz)

　　X 电容放电功能获得 Nemko 认证

　　宽直流输入范围

　　支持宽交流输入范围

　　LLC 启动时无需 PFC 启动

　　2 应用

　　数字电视 SMPS

　　交流/直流适配器

　　多功能打印机

　　投影仪

　　商用直流/直流转换器

　　大功率电池充电

　　DIN 轨电源

　　多轴伺服系统

　　ATX 电源

　　电器

　　LED 照明 应用

　　说明

　　UCC256304 是一款具有集成高电压栅极驱动器的全功能 LLC 控制器。此产品的设计目标是与 PFC 级配对使用以凭借最少的外部组件提供完整的电源系统。根据设计，所产生的电源系统无需单独的待机功率转换器即可满足最严格的待机功率要求。UCC256304 使用混合迟滞控制来提供同类产品中最佳的线路和负载瞬态响应。该控制使开环传递函数成为一阶系统，因此很容易进行补偿，且始终保持稳定，具有适当的频率补偿。

　　UCC256304 的独特之处在于该控制器具有较宽的直流输入工作范围。这是通过使输入过压检测阈值远大于输入电压起始阈值来实现的。因此LLC可在无需启动PFC的情况下启动并进入低功耗待机模式，并使 LLC 能够适应广泛的公共交流输入。

UCC256304 提供了在每个突发周期期间具有一致突发功率电平的高效突发模式。突发功率电平是可编程的，并随着输入电压自适应地改变。

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　　概述

　　UCC256304 器件采用高度集成的设计，大幅缩减了物料清单和解决方案尺寸，而且不会影响功能。UCC256304 通过突发模式实现了极低的待机功率。该器件采用全新的控制方案，可实现出色的瞬态性能和简化的补偿。

　　许多具有中高功耗的消费类 应用 (包括大屏幕电视、交流/直流适配器、服务器电源和 LED 驱动器)均采用 PFC + LLC 电源，因为它比 PFC + 反激式拓扑具有更高的效率和小巧的尺寸。PFC + LLC 电源系统的不足之处在于，由于 LLC 级需要极低的循环电流来维持稳定，因此其提供的轻负载效率自然会较差，无负载功率会较高。因此，为了满足轻负载效率和无负载功率要求，必须使用一个可保持持续运行且支持在系统进入低功耗或待机模式时能够关闭 PFC + LLC 主电源系统的辅助反激式转换器。UCC256304 LLC 控制器旨在使 LLC 电源系统实现高级控制算法和高效突发模式。UCC256304 包含的多种全新 特性 可实现出色的轻负载效率和无负载功率。这将使客户能够在不使用辅助反激式转换器的情况下，设计出满足 150mW 无负载功率目标的电源系统。UCC256304 包括高压启动 JFET，用来对 VCC 电容器进行初始充电，提供启动 PFC 和 LLC 电源系统所需的电能。开始运行后，由 LLC 变压器上的偏置绕组为 PFC 和 LLC 控制器提供电源。

　　UCC256304 使用一种称为混合迟滞控制 (HHC) 的新型控制算法来实现稳定。在该控制算法中，开关频率由承载准确的输入电流信息的谐振电容器电压确定。因此，控制力度直接控制输入电流。这可实现出色的负载和线路瞬态响应以及高效的突发模式。此外，与传统的直接频率控制 (DFC) 相比，HHC 使系统成为一个一阶系统。因而使得补偿设计变得简单许多，而且可以实现更高的环路带宽。

　　UCC256304 包括避开 ZCS 运行区的强大算法。当检测到接近 ZCS 运行时，UCC256304 超驰反馈信号，并提升开关频率，直到恢复运行。随后，开关频率降回到软启动电容器确定的频率，直到将控制再次传递到电压控制环路。

　　UCC256304 监控半桥开关节点，以确定传出和传入电源开关栅极信号的所需死区时间。这样可以自动调整死区时间，以提供最优的运行效率和安全性。UCC256304 包括自适应死区时间算法，使得它在运行方面天生就比替代器件更加稳健。

　　UCC256304 包括高侧和低侧驱动器，可以直接驱动峰值功率高达 1kW、连续功率高达 500W 的 LLC 功率级。由此便可借助最少的组件提供功能完善的完整电源系统。

　　集成式高压 JFET 支持电源系统在电源电压出现在 PFC 级输入处的 1 秒钟内开始调节其输出电压。UCC256304 为 LLC 和 PFC 级提供启动电源。开始运行后，JFET 关闭，以限制封装中的功率损耗，减少待机功耗。

　　在输出功率级别较低时，UCC256304 自动转换到轻负载突发模式。在突发模式开启期间，LLC 等效负载电流电平是一个可编程的值。两次突发之间的空白周期由基于 FB 引脚电压的次级电压稳压器环路终止。在突发模式期间，谐振电容器电压受到监控，以便对首次和末次突发脉宽进行完全优化，以达到最佳效率。该方法使得 UCC256304 比替代器件具有更高的轻负载效率和更低的无负载功率。

　　此外，UCC256304 还能让光耦合器以低功率模式运行，与传统解决方案相比，它在待机模式下的功耗节约 20mW。

　　UCC256304 的其他保护 特性 包括三级过流保护、输出过压保护、输入电压过压保护和欠压保护、栅极驱动器 UVLO 保护和过热保护。

　　UCC25630 的主要特性 可以概括为：

　　集成式高电压启动和高压栅极驱动器

　　混合迟滞控制有助于实现一流的负载和线路瞬态响应

　　优化的轻负载突发模式实现 150mW 待机功率设计

　　改进了电容区运行规避方案

　　自适应死区时间

　　X 电容器放电

　　宽工作频率范围(35kHz 至 1MHz)