UCC25600 芯片设计解读与调试
作者:互联网
基本电路结构
按照此电路进行配置,即可。
值得注意的是,本电路的输出电压为12V,其相关的电路参数设计也都是基于400V->12V的配置进行设计的。若要改变电路的输入输出值,则以下电路参数需要进行相关的改变:
- 输出电压反馈的补偿网络
- 检测谐振电容电压以进行过流保护OC的RC网络
- 变压器的变比
相关的Python代码稍后奉上,代码将运行两次:
- 运行现有的电路配置,得到与上图相同的电路参数值(主要是电阻和电容),验证代码原理的正确性;
- 输入定制的电路配置,得到我们需要的电路参数值。
设计原理:
TL431的反馈回路的设计
UCC25600 输出电压反馈补偿网络的设计
基础推导
图中的Vref规定了直流静态工作点,也即,如果需要得到不同的输出电压,则应当保证在稳态的时候,Rx的分压应当处在Vref附近。
红色框内为modulator,Gm(s);蓝色框内为compensator,Gc(s)。
Glp(s)=Vr(s)Vout(s)=Gc(s)Gm(s) or
Glp(w)=Vr(w)Vout(w)=Gc(w)Gm(w)
Gm(w)=FBO/FBC
Gc(w)=FBC/FBR
如果只考虑光耦器件的电流传输比CTR(Current Transfer Rate),则推导出来的补偿网络表达式为:
Gc(s)=R4CTRsR3R2C1R1C1s+1=s/w11/R1C1s+1
但是,光耦器件并不能只用一个电流传输比表示,它另外一个典型的特征是他的通频带较低,一般认为是10k Hz。所以,它实际上还附带了一个低通滤波器的效果,滤波器的带宽为10k Hz。所以要在表达式上另外加一项woptos+11,其中wopto=2π∗10kHz。故,完整的补偿器的表达式为
Gc(s)=s/w1(woptos+1)1/R1C1s+1
设计过程Procedure and Results
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测量Gm;C1初始值设定为0.1 1uF(the feedback loop must be stable)
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Gm measurement with output voltage not in regulation.
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Determine initial Gc(w) based on Gm(w) measurement:
最小开关频率规定为70k Hz,则根据经验,穿越频率(crossover frequency)应当低于其1/5,也即7k Hz。
根据测量出的Gm,我们将穿越频率选取为100Hz。(这样做有一个好处,100Hz处的相位基本稳定在0度,所以相位裕度为90度)
因此,设计Gc使得穿越频率为100Hz,选取为100Hz并不是最终的状态,而是为了接下来的调试步骤更加稳定可靠。这一步是为了再次测量Gm,此时电压处在regulation的状态。(对比第二步) -
Re-measurement of Gm(w).
渐渐增大输入电压,直到达到期望的输入输出工况。
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根据第四步的测量结果,再次设计Gc。
To achieve the crossover frequency of 7 kHz with a minimum 45° phase margin
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总体来说,基于UCC25600的LLC设计是一个反复试验的过程。需要结合modulator的硬件测试与compensator的理论计算。
如果能够通过软件扫频得到Gm的bode图?
UCC25600 过流保护RC电路的设计
变压器变比设计
Feature Description
Soft Start
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软起动时序
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SS 引脚同时也是芯片的ON/OFF引脚,当Vss低于1V的时候, the device is disabled.
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当开始启动的时候,如果SS引脚的电压低于1.2V,此时它的输出电流为175uA。因此,上图中的延时tss,delay=175uA1.2VCss
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当SS引脚的电压高于1.2V时,此时驱动信号的频率由SS pin的电压和RT引脚的电流共同决定。
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fs=21IRT+(1.81mA−Vss/2.2kΩ)6ns∗1A+150ns1
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当SS引脚的电压达到4V的时候,输出频率由IRT决定。因此,软起动时间为tss=5uA2.8VCss
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To ensure reliable operation, the gate drivers restart with GD2 turning high. This prevents uncertainty during system start up.
Overcurrent Protection (OC pin)
- The general concept of this sensing method is that the ac voltage across the resonant capacitor is proportional to load current. 这种检测过流的原理是基于谐振电压和负载电流是成正比的。
- VCr,peak=π4nVo∣fn2LnjfnLnQe+1∣
- 电路参数的设计如下表
Name | Function | Design Equation |
---|---|---|
Rs | Transfer ac voltage across resonant capacitor into current source | Rs=2PRs(max)CCr,peak(max)2 |
Cs | Blocking dc voltage on resonant capacitor | Cs=Rsfmin10 |
Rp | Load resistor of the current source | CCr,peak(max)Rsπ |
Cp | Filter capacitor | Cp=Rpfmin10 |
标签:frac,芯片,max,电路,Gc,UCC25600,Gm,调试,peak 来源: https://blog.csdn.net/weixin_43175762/article/details/106836479