UCC28600 120 - W評(píng)估模塊：高效電源設(shè)計(jì)的理想之選

在電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域，高效、可靠且具備先進(jìn)保護(hù)功能的電源解決方案一直是工程師們追求的目標(biāo)。UCC28600 120 - W評(píng)估模塊（EVM）就是這樣一款值得關(guān)注的產(chǎn)品，它為電源設(shè)計(jì)提供了一個(gè)優(yōu)秀的參考范例。

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一、模塊簡介

UCC28600 EVM是一款120 - W離線準(zhǔn)諧振反激式轉(zhuǎn)換器，能在通用交流輸入下提供19.4 - V的穩(wěn)壓輸出，負(fù)載電流可達(dá)6.2 A。其前端功率因數(shù)校正（PFC）階段由UCC28051控制，輸入線電壓范圍為85 VRMS至265 VRMS，并且設(shè)計(jì)符合EIC61000 - 3 - 2諧波發(fā)射要求。該模塊采用UCC28600準(zhǔn)諧振反激綠色模式控制器，集成了先進(jìn)的節(jié)能特性和高級(jí)保護(hù)功能，為節(jié)能電源提供了經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

UCC28600適用于需要高效和先進(jìn)故障保護(hù)功能的隔離離線系統(tǒng)，包括：

1. 偏置電源：用于液晶顯示器、液晶電視、等離子電視和機(jī)頂盒等設(shè)備。
2. AC/DC適配器：為各種電子設(shè)備提供穩(wěn)定的電源轉(zhuǎn)換。
3. 離線電池充電器：確保電池充電的安全和高效。
4. 高達(dá)200 - W的節(jié)能電源：滿足多種功率需求的應(yīng)用場景。

三、模塊特性

1. 輸出功率與電壓：提供120 - W、19.4 - V的輸出，能滿足大多數(shù)設(shè)備的功率需求。
2. 輸入電壓范圍：支持通用離線輸入電壓范圍，適應(yīng)不同地區(qū)的電網(wǎng)電壓。
3. 功率因數(shù)校正：由UCC28051控制，有效提高電源的功率因數(shù)，減少諧波干擾。
4. 多模式操作：靈活適應(yīng)不同的負(fù)載情況，提高電源的效率和穩(wěn)定性。
5. 電流模式控制：具有逐周期功率限制功能，保障電源的安全運(yùn)行。
6. 保護(hù)功能：具備可編程過壓保護(hù)和內(nèi)部過溫保護(hù)，增強(qiáng)了電源的可靠性。
7. 低待機(jī)功耗：待機(jī)時(shí)輸入功率小于500 mW，符合節(jié)能要求。
8. 可編程軟啟動(dòng)：減少電源啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流，保護(hù)電路元件。
9. PFC禁用功能：可通過UCC28600的STATUS引腳禁用PFC控制器，優(yōu)化電源的工作模式。
10. 零輸出電流調(diào)節(jié)：能夠在輸出電流為零時(shí)保持穩(wěn)定的輸出電壓。
11. 單面電路板布局：簡化了電路板的設(shè)計(jì)和制造工藝。

四、電氣性能規(guī)格

輸入特性

輸出特性

控制環(huán)路特性

效率特性

五、原理圖分析

PFC部分（圖1）

PFC控制器UCC28051與所有離散電路一起配置通用線路輸入范圍內(nèi)的功率因數(shù)校正。UCC28051控制器的偏置由準(zhǔn)諧振反激電感的輔助繞組提供，并由UCC28600控制器的STATUS輸出控制。在輕載運(yùn)行時(shí)，會(huì)移除PFC控制器的偏置，使轉(zhuǎn)換器能夠高效運(yùn)行。

準(zhǔn)諧振反激部分（圖2）

綠色模式控制器UCC28600與所有離散電路一起使用PFC輸出電壓作為輸入，配置隔離準(zhǔn)諧振反激轉(zhuǎn)換器。輔助繞組為控制器提供偏置，同時(shí)提供過壓保護(hù)和谷底開關(guān)信息，還為UCC28600和UCC28051提供偏置。連接在電流檢測(cè)引腳和電流檢測(cè)電阻之間的串聯(lián)電阻用于編程轉(zhuǎn)換器的功率限制。R41和D18的串聯(lián)組合為電流檢測(cè)信號(hào)添加了一個(gè)偏置電壓，通過限制變壓器在可聽頻率范圍內(nèi)的電流，有效降低了待機(jī)運(yùn)行期間的可聽噪聲。

六、測(cè)試設(shè)置

功率計(jì)

功率分析儀應(yīng)能夠測(cè)量低輸入電流（通常小于10 mA），并且在進(jìn)行低功率待機(jī)模式輸入功率測(cè)量時(shí)應(yīng)具備長平均模式。例如Voltech PM100單相功率分析儀。在空載運(yùn)行時(shí)，為了測(cè)量從線路中吸取的間歇性電流和功率脈沖，使用了一個(gè)外部10 - Ω分流器，并在較長時(shí)間內(nèi)以高采樣率進(jìn)行測(cè)量，以顯示平均結(jié)果。

交流輸入源

輸入源應(yīng)為可變交流源，能夠提供85 VRMS至265 VRMS的電壓，峰值電流不小于5 A，并連接到EVM的AC LINE IN端子。為了準(zhǔn)確計(jì)算效率，應(yīng)在交流源的中性線和EVM的NEUTRAL端子之間插入功率計(jì)。為了獲得最高精度，應(yīng)將功率計(jì)的電壓端子直接跨接在AC LINE IN和NEUTRAL端子上。

數(shù)字萬用表

數(shù)字萬用表用于測(cè)量準(zhǔn)諧振轉(zhuǎn)換器階段的大容量直流電壓（DMM3）、輸出負(fù)載電流（DMM2）和穩(wěn)壓輸出電壓（DMM1）。

輸出負(fù)載

輸出負(fù)載應(yīng)使用可編程電子負(fù)載，設(shè)置為恒定電流模式，能夠在20 VDC下吸收0至7 ADC的電流。為了獲得最高精度，可以通過將直流電壓表（DMM）直接跨接在VOUT和VOUT RTN測(cè)試點(diǎn)來監(jiān)測(cè)VOUT。應(yīng)將直流電流表（DMM）與電子負(fù)載串聯(lián)，以準(zhǔn)確測(cè)量輸出電流。

推薦線規(guī)

源電壓與EVM輸入端子之間的連接可承載高達(dá)2 A的峰值電流，推薦的最小線徑為AWG #20，電線總長度應(yīng)小于8英尺（輸入4英尺，返回4英尺）。EVM輸出端子與負(fù)載之間的連接可承載高達(dá)6.2 A的電流，推薦的最小線徑為AWG #16，電線總長度應(yīng)小于8英尺（輸出4英尺，返回4英尺）。

風(fēng)扇

由于該評(píng)估模塊未封閉，便于探測(cè)電路節(jié)點(diǎn)，在以50%或更高的最大額定負(fù)載電流運(yùn)行時(shí)，應(yīng)使用能夠提供200 LFM至400 LFM風(fēng)量的小風(fēng)扇來降低元件溫度。

七、上電/下電程序

上電

1. 在ESD工作站工作時(shí)，在從保護(hù)包裝中取出EVM并給其供電之前，確保離子發(fā)生器已開啟。應(yīng)穿戴靜電工作服和安全眼鏡，由于EVM上可能存在超過400 V的電壓，不要將工作服的接地帶連接到工作臺(tái)上。
2. 連接交流輸入源之前，建議將源電流限制在最大5 A。確保交流源在開啟前初始設(shè)置在85 VRMS至265 VRMS之間，然后將交流源連接到EVM的AC LINE IN和NEUTRAL端子。
3. 將功率分析儀的電壓端子跨接在AC LINE IN和NEUTRAL上。
4. 將功率分析儀的電流計(jì)端子與NEUTRAL線串聯(lián)。
5. 如果要進(jìn)行空載輸入功率測(cè)量，將功率分析儀設(shè)置為長平均和外部分流模式，在EVM的NEUTRAL端子串聯(lián)一個(gè)10 - Ω電阻等分流器，并在功率分析儀上設(shè)置適當(dāng)?shù)碾娏骺潭取?/li>
6. 將DMM跨接在VOUT和VOUT RTN上。
7. 對(duì)于帶負(fù)載運(yùn)行，將LOAD的正端子連接到EVM的VOUT端子，將LOAD的負(fù)端子連接到EVM的VOUT RTN端子，并將DMM2與負(fù)端子串聯(lián)，將LOAD設(shè)置為恒定電流模式以吸收0 A電流。
8. 將DMM3跨接在+DC IN和 - DC IN上。
9. 確保上電前輸出電容器組已完全放電。
10. 開啟交流源，觀察輸出是否穩(wěn)定在19.4 V。
11. 將負(fù)載從0 A增加到6.2 A。

下電

1. 關(guān)閉交流源。
2. 對(duì)輸出電容器組進(jìn)行放電。
3. 關(guān)閉負(fù)載。

八、性能數(shù)據(jù)和特性曲線

文檔中提供了多種性能數(shù)據(jù)和特性曲線，包括輸出電壓啟動(dòng)過沖、輸出負(fù)載瞬態(tài)、輸出電壓紋波和噪聲等。這些曲線直觀地展示了UCC28600 EVM在不同輸入電壓和負(fù)載條件下的性能表現(xiàn)，有助于工程師深入了解模塊的特性，為實(shí)際應(yīng)用提供有力的參考。

九、材料清單

文檔詳細(xì)列出了EVM的材料清單，包括電容器、二極管、電阻器、電感器、變壓器、集成電路等各種元件的規(guī)格和制造商信息。這為工程師進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和元件選型提供了重要的依據(jù)。

UCC28600 120 - W評(píng)估模塊以其高效、可靠的性能和豐富的功能特性，為電源設(shè)計(jì)工程師提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。通過對(duì)該模塊的詳細(xì)了解和應(yīng)用，工程師們可以設(shè)計(jì)出滿足市場需求的高性能電源產(chǎn)品。你在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似的電源設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和想法。