作者:余莉等

    摘要：介紹了電流控制型芯片ucc289x的基本原理，設(shè)計(jì)出了基于該芯片的同步整流有源箝位正激變換器的實(shí)用電路。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，該芯片具有較好的控制特性和穩(wěn)定性。

    關(guān)鍵詞：ucc289x；脈寬調(diào)制；有源箝位；峰值電流控制

    0 引言

    ucc289x系列是德州儀器公司（ti）繼ucc3580之后，于2003年推出的新型pwm控制器[1]。該系列產(chǎn)品包括ucc2891、ucc2892、ucc2893和ucc2894等，其中，ucc2891和ucc2892的輔助輸出與主輸出同相，用于驅(qū)動(dòng)pmos；ucc2893和ucc2894的輔助輸出與主輸出反相，用于驅(qū)動(dòng)nmos。ucc289x系列適用于有源箝位正激或反激變換器，可提供輔助簡(jiǎn)單編程的延時(shí)，獲得適當(dāng)?shù)挠性大槲徊僮�，從而為原邊的mosfet器件提供零電壓開(kāi)關(guān)(zvs)功能，降低變換器的開(kāi)關(guān)損耗。軟開(kāi)關(guān)功能可使這些器件在高頻下獲得更高的效率，并通過(guò)降低電磁干擾(emi)和射頻干擾(rfi)及電源組件的損耗提高系統(tǒng)的整體可靠性。

    基于ti第一代ucc3580有源箝位控制器，這4種新的控制器在改善性能的同時(shí)又減少了許多外接元器件。ucc289x系列有內(nèi)部可編程的斜率補(bǔ)償電路，精確的最大占空比限制以及內(nèi)置定時(shí)電容的1mhz同步振蕩器，并具有可編程的軟起動(dòng)和線路監(jiān)視功能。此外，ucc2891與ucc2893還具有內(nèi)部110v啟動(dòng)功能，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)。

    1 ucc289x的基本結(jié)構(gòu)及主要特性

    ucc289x系列芯片具有16引腳soic和小外形tssop兩種封裝形式。其引腳如圖1所示，引腳說(shuō)明見(jiàn)表1。ucc2892和ucc2894的腳16為輸入過(guò)壓檢測(cè)端。ucc2891與ucc2893具有內(nèi)部110v高壓?jiǎn)?dòng)電路，其腳16（vdd）直接接輸入電源端。

    表1 ucc289x引腳說(shuō)明 引 腳名 稱(chēng)功 能

    圖2是ucc289x的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖，主要包括基準(zhǔn)電壓電路、欠壓鎖定與軟啟動(dòng)電路、同步電路、誤差放大器、斜坡補(bǔ)償電路和主從輸出等。其主要特點(diǎn)如下。

    圖2 ucc289x內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖

    1）采用峰值電流控制模式，并具有逐個(gè)周期電流限制功能 ucc2891和ucc2893腳7（cs）的門(mén)限電壓是0.75v，ucc2892和ucc2894的是1.27v。腳7經(jīng)rc濾波電路接電流檢測(cè)電阻。當(dāng)腳7檢測(cè)到過(guò)流時(shí)，芯片內(nèi)部的滯環(huán)比較器輸出高電平，使sr觸發(fā)器復(fù)位，主輸出關(guān)閉，從而對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)。

    2）集成可編程死區(qū)時(shí)間控制的±2a門(mén)極驅(qū)動(dòng)器 用戶可通過(guò)接在芯片腳1的rdel實(shí)現(xiàn)對(duì)門(mén)極驅(qū)動(dòng)信號(hào)開(kāi)通時(shí)延的控制，rdel=(tdel－50×10－9)×0.87×1011。

    ucc289x的主、輔輸出拉、灌電流都可達(dá)2a，因此，可快速開(kāi)關(guān)主、輔開(kāi)關(guān)管。

    3）ucc2891與ucc2893具有內(nèi)部110v高壓?jiǎn)?dòng)電路 ucc2891與ucc2893的腳16（vdd）直接接至輸入電源端，芯片內(nèi)部的欠壓鎖定電路監(jiān)視vdd電壓。啟動(dòng)時(shí)，芯片內(nèi)部的jfet開(kāi)通，為儲(chǔ)能電容cbias和chf充電，充電電流近15ma。當(dāng)vdd上升到欠壓鎖定開(kāi)啟閾值13v時(shí)，芯片內(nèi)部的其他電路開(kāi)始工作，驅(qū)動(dòng)門(mén)極上出現(xiàn)信號(hào)，jfet立即關(guān)斷，偏置電壓轉(zhuǎn)由自舉繞組提供。

    4）具有可編程最大占空比控制的1mhz同步振蕩器 ucc289x系列設(shè)有同步輸入端（腳5），用于令振蕩器與系統(tǒng)時(shí)鐘同步，從而可以限制變換器的最大占空比，如圖3所示。通常情況下芯片主輸出的最大脈寬由定時(shí)電容的充電時(shí)間限制。采用同步功能時(shí)，同步信號(hào)的上升沿使定時(shí)電容停止充電，并開(kāi)始放電。一旦定時(shí)電容的電壓下降至預(yù)先設(shè)定的閾值，新的充電周期自動(dòng)開(kāi)始。這種同步方法使定時(shí)電容的充放電過(guò)程不再受變換器工作模式的影響，從而保持了變換器的最大占空比。

    圖3 同步波形

    5）可編程內(nèi)部斜坡補(bǔ)償功能 用戶可通過(guò)接在腳7的rf和接在8腳的rslope對(duì)電路進(jìn)行斜坡補(bǔ)償。

    6）可編程軟啟動(dòng)功能 ucc289x內(nèi)部具有一精確的dc電流源，用