初级启动控制器UCC3960及其应用

    关键词：初级启动控制；自由振荡器；同步；脉冲边缘传输

引言

随着信息技术与集成电路技术的发展，开关电源技术逐渐向智能化、小型化、低压大电流分布式、N＋1冗余式供电发展，并要求其具有更高的动态响应。在传统的单端（含正激与反激式）PWM/PFM控制方式中，电源与远端实现遥控、遥测、遥信功能的电路较复杂；在实现多电源N＋1冗余式均流供电方面难度较大；同时初级控制受到电源控制环路的非线性、延迟方面的限制，以及无法紧密耦合监控输出电流的变化，从而使动态响应难以有大的提高。因此，采用次级控制的开关电源控制技术，开始在小功率单端变换器上得到了应用。

图1 UCC3960控制器内部结构

    TI推出的初级启动控制芯片UCC3960，可为次级PWM控制的，单端隔离的开关模式变换器提供所有的原边所需功能。它可以广泛应用于次级PWM控制电路，尤其适用于会出现过流情况的系统。次级控制的输出电压采样、电流检测，直接与PWM级参考地相连，这是对电源功率变换技术的发展。

PWM控制信号可以通过简单、低成本的隔离脉冲变压器传递到初级功率开关上。次级控制有利于监控具有紧密耦合的，模拟控制环路的系统负载。使输出电流均流，输出同步整流更容易实现。同时可以消除由于光耦器件或驱动变压器参数的变化而造成环路增益变化的因素。

1 工作原理

UCC3960的原理框图如图1所示。

1.1 引脚描述

脚1SS（软启动）该脚提供初级软启动功能。其外接电容在电源启动时决定了控制脉冲宽度的上升斜率。同时，该脚也是给脚2FB提供反馈信号的脉冲变压器的返回端。

脚2FB（反馈）来自脉冲变压器次级的上升沿启动/下降沿关断的脉冲宽度控制信号输入端。该信号用于控制初级开关管的导通与截止，其幅值最小应为Vss±2.0V，最大为Vss±7.0V，脉宽在25ns与200ns之间，Vss为脚SS上的电压。

图2 UCC3960的应用电路

    脚3RT（定时电阻）该脚与地之间连接一个电阻，以设定启动振荡器的自由振荡频率，fs=(8.0×10 9）/Rr。RT阻值在133kΩ与22.2kΩ之间，可产生的振荡频率在60kHz与360kHz之间。

脚4VREF（电压基准）5V基准电压可对外部负载提供10mA电流，同时也是内部逻辑参数设置的基准，该脚对地必须接一个最小为0.1μF的旁路电容。

脚5CS（电流传感）这是一个逐周电流脉冲采样与过流采样输入端。当该脚信号电压幅值超过1.0V时触发一个逐周限流信号，超过1.375V时关断输出，并使UCC3960进入一个软启动周期。该脚容易受到噪声干扰，最好在该脚与电流传感器间加一RC低通滤波网络。

脚6GND（地）所有模拟信号的参考地。

脚7OUT（输出驱动）可提供驱动N沟道MOS功率开关管的驱动信号，最大上拉电流1.5A，灌电流0.75A。开关管关断期间该脚自偏置为低电平。

脚8VDD（供电电源）为芯片控制电路与栅极驱动电路提供能量。其内接一17.5V的稳压管用以保护内部器件，避免因为过压损坏。该脚必须外加电流限制电阻。

1.2 主要功能描述

1.2.1 启动振荡器

启动振荡器为IC提供时钟，锯齿波，同步信号以及其它时序管理。图1中的电容CT约为58pF。当脚RT与脚GND之间接入133.3kΩ～22.2kΩ的电阻时，自由振荡频率的变化范围为60kHz～360kHz，占空比为72％～70％。

电路设计时要注意次级的工作频率，以便于对初级的同步。次级的工作频率应为初级自由振荡频率的1.11倍，即在67kHz～400kHz的范围之内。
(凹丫丫范文网fanwen.oyaya.net收集整理)
&n