基于UCC28060交錯(cuò)并聯(lián)控制器的液晶電視電源系統(tǒng)

摘 要：本文設(shè)計(jì)了功率為 1KW 的液晶電視電源系統(tǒng)，采用UCC28060 控制芯片實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)并聯(lián)功率因數(shù)校正，UCC28060 以其獨(dú)特的控制方法和保護(hù)特性，提高了系統(tǒng)的可靠性，并可以節(jié)約成本，降低了能耗，以更小型化和輕薄化實(shí)現(xiàn)更高的性能。介紹了UCC28060 的特點(diǎn)、功能、工作原理及電源系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì);系統(tǒng)加入市電判斷功能，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)欠壓保護(hù);同時(shí)包含輔助電源部分，給控制芯片提供穩(wěn)定電壓，簡(jiǎn)捷實(shí)用。

　　關(guān)鍵詞：UCC28060，交錯(cuò)并聯(lián)，PFC，電源，市電判斷，輔助電源

　　1.引言

　　UCC28060 是德州儀器(TI)推出的雙相交錯(cuò)切換模式(Transition Mode, TM)功率因數(shù)校正控制器，應(yīng)用于100W-1000W 電源、液晶和DLP 電視、電腦電源、入門(mén)級(jí)服務(wù)器和電子照明整流器等電源系統(tǒng)，可以降低系統(tǒng)的成本和功耗。

　　UCC28060 采用Natural Interleaving TM 技術(shù)，其特征[1]：(1)簡(jiǎn)便的相位管理保證符合輕負(fù)載效率標(biāo)準(zhǔn)，輕負(fù)載條件下的效率提高5%;(2)雙路徑輸出過(guò)壓檢測(cè)與保護(hù)，防止電壓檢測(cè)故障引起的輸出過(guò)電壓;

　　(3)利用無(wú)傳感器電流整形技術(shù)，可以簡(jiǎn)化布局和提高效率;(4)提供浪涌電流限制，消除輸出整流器的反向恢復(fù)。這些獨(dú)特的系統(tǒng)控制與保護(hù)特性，提高了電源系統(tǒng)的可靠性。與傳統(tǒng)單相TM(也稱為臨界導(dǎo)電模式CRM 或不連續(xù)導(dǎo)電模式DCM)或連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)拓?fù)湎啾?，雙相交錯(cuò)高性能控制器UCC28060 簡(jiǎn)化了電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從而節(jié)省了系統(tǒng)成本和PC 尺寸，提高了效率和設(shè)計(jì)的靈活性。

　　2.UCC28060 的引腳介紹

　　UCC28060 的引腳排列如圖1。AGND：模擬信號(hào)地。旁路電容、補(bǔ)償元件接回到此引腳。VCC：偏壓電源輸入端。它為這個(gè)電路中所有的設(shè)備提供電源

　　TSET：時(shí)間設(shè)置。PWM 的導(dǎo)通時(shí)間設(shè)置的輸入。COMP：誤差放大器輸出端。這個(gè)誤差放大器是一個(gè)跨導(dǎo)放大器。電壓調(diào)節(jié)環(huán)路補(bǔ)償組件連接到此引腳和AGND 腳。在軟啟動(dòng)事件中(欠壓、掉電或停用)COMP 被拉低。CS：電流檢測(cè)輸入端。當(dāng)輸入電流增加時(shí)，CS端的負(fù)電壓增大。當(dāng)CS 端電壓大于上升門(mén)限即過(guò)流保護(hù)門(mén)限電壓(約-200mV)時(shí)，這種逐周期過(guò)流保護(hù)通過(guò)關(guān)斷兩個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)(GDA 和GDB)來(lái)限制輸入電流的增加。GDA 和GDB 保持低輸出直到CS 的電壓降至下降門(mén)限(約-15mV)。GDA、GDB：A、B 通道的柵極驅(qū)動(dòng)輸出。用最短的線連接這些引腳到功率場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。HVSEN：過(guò)壓檢測(cè)輸入端。UCC28060 包含故障過(guò)壓保護(hù)功能，任何一個(gè)故障不會(huì)引起電流超過(guò)安全等級(jí)。VSENSE 和HVSEN 引腳檢測(cè)輸出的過(guò)電壓，如果任何一個(gè)引腳的電壓超過(guò)過(guò)電壓門(mén)限，將關(guān)斷PWM。用兩個(gè)引腳監(jiān)測(cè)過(guò)電壓信號(hào)能夠提供冗余和容錯(cuò)。當(dāng)HVSEN 上的電壓在工作范圍內(nèi)，HVSEN 還可以使能下游變換器。PGND：集成電路的功率地。用獨(dú)立短線連接此引腳和AGND 來(lái)隔離模擬信號(hào)對(duì)門(mén)驅(qū)動(dòng)的干擾。

　　PHB：B 階段使能端。此引腳接通或關(guān)斷B 通道的升壓轉(zhuǎn)換器。當(dāng)B 通道不工作的時(shí)候，A 通道導(dǎo)通時(shí)間的控制信號(hào)加倍，有助于在瞬態(tài)管理過(guò)程中保持COMP 電壓恒定。PWMCNTL：PWM 使能邏輯輸出。VINAC：輸入交流電壓檢測(cè)：正常運(yùn)行時(shí)，此引腳連接到整流橋正極的分壓器。這個(gè)輸入檢測(cè)輸入電壓范圍來(lái)設(shè)置斜率，并且檢測(cè)欠壓。VREF：參考電壓輸出端。這個(gè)6V 直流參考電壓可用于偏置電路。

　　VSENSE：輸出直流電壓檢測(cè)。連接這個(gè)引腳功率轉(zhuǎn)換器輸出的分壓器上。為了達(dá)到最佳的輸出調(diào)節(jié)精度和抗噪聲性能，分壓器用獨(dú)立的短路徑接地。ZCDA、ZCDB：零電流檢測(cè)輸入：當(dāng)各相的電感電流降為0 時(shí)，ZCDA 與ZCDB 的輸入會(huì)有一個(gè)下降沿，這個(gè)輸入被箝位在0V-3V。信號(hào)通過(guò)限流電阻ZA R 、ZB R 與電感副邊繞組相連接，使電流不超過(guò)3mA。當(dāng)電感電流降為0 時(shí)，ZCD 的輸入必定降低到關(guān)斷門(mén)限電壓以下(大約為1V)，導(dǎo)致柵極驅(qū)動(dòng)的輸出電壓上升。當(dāng)功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET 關(guān)斷時(shí)，ZCD 的輸入必定升高超過(guò)上升門(mén)限電壓(約1.7V)，產(chǎn)生另一個(gè)ZCD 下降沿。