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全桥控制器UCC28950的学习

Other Parts Discussed in Thread: UCC28950, UCC28950EVM-442, UCD3138

                  楼主 想设计一款关于全桥移动控制的电源,但是不知道TI有哪些全桥控制的芯片,而且对其功能以及如何使用不太明白,故发帖求助:TI有全桥驱动的芯片么?

帖子链接如下所示:http://www.deyisupport.com/question_answer/analog/power_management/f/24/t/18217.aspx


            对于楼主的这个问题,TI FAE:给出了解答: TI有相移全桥控制器UCC28950 http://www.ti.com.cn/product/cn/ucc28950 以及UCC3895:http://www.ti.com.cn/product/cn/ucc3895 等您可以选用。

             TI FAE:提供了另外的一种解决方案:如果不需要控制,那可以考虑SM72295- www.ti.com/.../snvs688d.pdf  

或者考虑采用两个半桥驱动分别如UCC27200这类IC在上述网站上有EVM板设计案例,其中UCC28950还提供了600w的设计指导,你可以参考。

         网友:对这个方案的使用做出了进一步的补充:在使用SM72295的过程中,把自举电容加上后,27和28脚短路,18和19脚也短路,是什么原因呢?电路图就是根据72295 中的原理图。


            以上就是关于全桥控制器选择的问题的解答,我们可以好好学习一下。这里我们主要学习一下UCC28950。

           那么 UCC28950究竟是一款什么样子的芯片呢?我们改如何正确的使用UCC28950来设计LED电源呢。这些都是我们在设计中需要学习的问题,下面我们就一起去学习一下UCC28950这款芯片的详细功能,如下图所示,是UCC28950的封装结构图:


            关于UCC28950的封装,其实就是很简单的SSOP 24PIN的结构,整体的设计非常简洁,下面我们来看看UCC28950的的基本参数,如下图所示:


             如上图所示,我们可以看到UCC28950是典型的全桥控制拓扑结构,属于电流型控制模式,输出主要有四路控制,最大工作的频率为1000KHZ,不过我们一般是不会使用到这么高的频率的。了解了这些参数。这个对我们的设计就简单多了。

             下面我们再看看UCC28950的典型的应用电路图,如下所示:

        上面就是UCC28950的典型控制电路,那么我们使用UCC28950过程中需要注意哪些问题呢,我们一起去看看。首先看看UCC28950的使用温度环境。

           从上图我们可以看到UCC28950的最高结温可以达到150度,但是我们要注意其中的结温换算关系,如下图所示:

            UCC28950的过温保护还是不错的,我们可以了解一下,如下图所示:

          下面我们看看TI推荐的典型的应用参数,如下图所示:

      注意VCC的供电电压,典型值为12V,以及死区时间的设置,这个相当的重要,可以避免上下管的直通问题。我们看看UCC28950的内部结构图,如下所示:

             UCC28950的内部结构图主要是极大部分,分别为:驱动控制,VDD供电,环路反馈,以及同步整流了。关于驱动能力的参数如下所示,我们在设计的时候需要考虑,选择合适的MOSFET了。

             下面我们再看看UCC28950的启动时序图,如下所示:

       关于UCC28950的缓启动的计算,可以参考下面的公式,如下图所示:

          关于UCC28950的上下管的死区时间的计算,可以参考下面的图:

               关于UCC28950的上下管的死区时间的计算公式如下图所示:

            我们还可以对照下面的表格:

       关于频率的计算可以参考下面的表格:

        关于UCC28950的内部的斜率补偿电路,我们也可以学习一下:

       关于斜率补偿的设置可以参考下面的表格:

         我们看看UCC28950的逐波限流是如何工作的,学习一下,如下图所示:

       关于UCC28950的同步整流的时序我们也需要了解一下,如下图所示:

                关于UCC28950的同步整流的连接原理图如下所示:

           关于UCC28950的PCB的布局主要就是模拟与数字部分的分割了,如下图所示:

               最后,我们来看看关于UCC28950的完整时序图,如下所示:


              以上就是关于全桥控制器UCC28950的学习的分析学习,以及使用UCC28950设计电路需要注意的一些问题,与大家分享一下。

  • 对于全桥控制器UCC28950的设计的时候,我们还要注意环路的补偿问题,关于环路控制,如果设计不好的话,会导致整个系统的工作不稳定,甚至会出现炸机的风险,一定要慎重处理了,这个在TI的技术文档里面有详细的介绍,大家可以去看看,好好学习一下。

  • 全桥控制器UCC28950的设计,我们还需要注意的一个地方,就是驱动方面的设计,由于UCC28950本身的驱动能力有限,我们在设计的时候通常选择驱动变压器的设计,这个时候需要注意MOSFET的选择,主要就是QG的大小,确保MOSFET可以可靠的迅速的开关。

  • 全桥控制器UCC28950的另外一个重要的地方,就是死区时间的设置问题,考虑到上下管的开关延迟,为了避免直通的风险,适当的死区的是必须的,但是另外一个方面,死区时间如果过大的话,会影响最大的占空比等相关参数,我们在设置死区的时候,需要综合去考虑了。

  • 全桥控制器UCC28950的设计,我们还可以参考TI的设计评估板:UCC28950EVM-442 是一款 600W 相移全桥转换器,它可将 370V 至 410V 的直流输入电压转换成 12V 的稳定输出电压。此转换器旨在维持 ZVS 低至 50% 的负载。这款 600W 的 EVM 可通过实现 ZVS 从 50% 至 100% 的负载,来演示 UCC28950 控制器件是如何被用于高效应用中的。UCC28950 的设计可驱动全桥转换器二次侧上的同步整流器,从而实现高效性能。UCC28950 还提供了猝发模式和 DCM 功能,以提高无负载时的效率

  • TI的设计评估板:UCC28950EVM-442 的相关参数如下所示,我们可以参考一下,此外在TI提供的文档中,还有详细的测试数据,以及测试波形,我们在需要的时候可以参考使用,波形也可以做对照使用,便于我们快速的定位问题,有很大的帮助,如下图所示:

  • TI的设计评估板:UCC28950EVM-442 的相关的原理图文件如下所示,相关的资料的链接:http://www.ti.com.cn/cn/lit/ug/sluu421a/sluu421a.pdf。此外在TI提供的文档中,还有详细的测试数据,以及测试波形,我们在需要的时候可以参考使用,波形也可以做对照使用,便于我们快速的定位问题,有很大的帮助。

  • 对于方案的设计,以及参数的选择,我们除了使用TI推荐的模型外,其实还可以看看TI的在线设计工具WEBENCH,这软件可以原理图生成,参数的优化,甚至还有相关的波形可以参考,我们可以去了解一下,对我们的前期的设计会有很大的帮助。

  • 关于UCC28950全桥结构的设计,如果大家有什么问题,或者有相关的经验的话,也可以一起分享一下,相互讨论学习,对于以后的设计也是一个重要的参考,对于以后快速的定位问题,解决问题的帮助是很大的。相互多多学习。

  • 如果有数字电源基础或需求的话,也可以看看C2000或者UCD3138。

  • Hi Jason,

              目前确实在使用UCD3138设计一款1KW的移相全桥方案,对于发波还有控制还存在一些问题,软件还在调试中。

  • 详细介绍一下工作模式的设置与环路设计的要点,相信这是大多数人容易迷惑的地方!

  • 你好,我目前用UCC28950在做一款2KW样机,具有恒压恒流输出功能(共用同一个环路用二极管或),目前遇到问题是AB驱动波形良好,CD驱动输出有轻微左右抖动,导致在工作是有轻微响声。我目前疑惑是:

    1、这种左右抖动很有可能是环路问题,可我调整环路参数(电容换了几个数量级),一点变化都没有;抖动幅度,不同负载下响声,都是一样的,

    2、为什么只有CD左右抖动,AB波形非常好,我也尝试从UCC28950输出把AB和CD对调,排除输出驱动部分硬件问题。

    3、会不会我买到的样品是假的?

      期望能得到你的回复,如需要原理图或波形分析,可提供,谢谢!

  • 感谢HU工的讲解,很透彻,

    不过对于UCC28950的应用,还有些不明白的地方,想请教下,

    就是CS脚接ADEL和ADELF。自适应动态调整全桥驱动和同步整流的占空比问题, Application note 中计算是将Vref 接ADEL和ADELF分压的,计算出RA和RA(hi) , 那我现在接成CS脚接到ADEL和ADELF,那RA和RA(hi)电阻如何计算。我看规格书中写 ” RA+ RA(hi)< 20K  ”, 这是什么原因,请指教一二,最终要的是CS接到ADEL时的动态电阻的选择,一直是困扰我的地方,谢谢!