隔离式输出可调节的高频有源功率因数校正器UCC3857

发布时间:2007/9/10 0:00:00 访问次数:507

摘要：UCC3857具有隔离式Boost升压功率因数校正器所需的全部功能。该变换器的优点是用变压器隔离原边与副边，使输出直流电压低于输入电压。它用单级功率处理即可实现PFC与降压（或升压）变换，在要求高效率、高密度、高性能应用时，UCC3857是一种理想的选择。

关键词：功率因数校正器推挽式 IGBT 零电流开关

1 UCC3857设计特点

UCC3857用隔离方式进行功率因数校正，其输出电压可调节，并能低于输入线电压；是单级功率变换器；IGBT实现零电流开关(ZCS)；校正的功率因数大于0.99；属固定频率、平均电流型PFC控制器；改进的有效值前馈电压；软起动；电源电压范围9V～18V；具有两种封装形式。

UCC3857提供了隔离式Boost升压功率因数校正器所需的全部功能。该变换器的优点是隔离原边与副边，也能使输出直流电压低于输入电压。在要求高效率、高密集和高性能的应用场合，UCC3857是一种理想的器件。它的典型外围电路见图1。

UCC3857既有控制功能又为外部两个IGBT开关管和一个功率MOSFET管提供驱动信号，利用外部RC网络，可完全实现编程MOSFET驱动器的延迟时间。

IGBT实现了ZCS，故允许采用更高的开关频率和更小的磁性元件，并有更高的效率。UCC3857中的功率因数校正部分可采用平均电流控制方案。IC内部电路的变动，简化了PFC部分的设计，也改进了它的性能。

控制器的改进包括：一个内设6bitA/D转换器，作为RMS入线电压检测；一个零负载功率电路和重要的较低工作电流。

上述措施简化了变换器设计，消除了前馈元件的二次谐波纹波，并提高了入线瞬态响应约6倍。因无需兼顾重负载时的功率因数，故零负载功率比较器在负载开路条件下可阻止能量传递。采用Unitrode公司的BCDMOS工艺（双极—CMOS—DMOS混合工艺），能简化辅助仿真电源设计，实现了低起动电流和低工作电流。

附加的UCC3857特性包括：电压锁定时有可靠的离线式起动；可编程的过流关闭；有辅助关闭通道；精密的7.5V基准参考电压；高幅值的振荡器斜坡电压，以改进抗噪声度；软起动；低失调模拟方波和乘法、除法电路。不用量程开关，也容易在全世界通用。

UCC3857的两种塑封外部引脚安排见图2（a)和(b)。

2 UCC3857各引脚功能说明

AGND（6脚）：是IC内部基准电压和所有门限电压的参考点，除输出驱动器之外，也是其它电路的回归端，它与功率地PGND（17脚）短接。

CA（7脚）：内部电流环路误差放大器的反相输入端。

CAO（8脚）：内部电流环误差放大器的输出端。该输出电压的摆幅在0.2V～6.0V之间。它是PWM比较器的一个输入端。

VAO（11脚）：该脚是电压环误差放大器的输出端。它被UCC3857内部箝位在5.6V左右，并可在0.1V左右摆动。VAO脚电压低于0.5V时，将使MOSDRV（14脚）不能输出，并强迫IGDRV1（16脚）和IGDRV2（18脚）输出端为零。

CRMS（2脚）：用一只电容器接在CRMS与地之间，以平均半个周期内的AC交流线电压。该脚在IC内部接到RMS检测电路。

CT（20脚）：该脚对地接一只电容器，该电容器具有低ESR、低ESL特性，它与RT共同设置斜坡发生器的开关频率fsw≈0.67/(RT·CT）。

DELAY（12脚）：该脚经一只外部电阻器接至VREF（5脚）、并经一只电容器接至AGND，以设置MOSDRV输出级的重迭延迟