JAJSEI9B October   2017  – January 2018 UCC28056

PRODUCTION DATA.  

  1. 特長
  2. アプリケーション
  3. 概要
    1.     スタンバイ消費電力
      1.      Device Images
        1.       アプリケーション概略図
  4. 改訂履歴
  5. 端子構成および機能
    1.     端子機能
  6. 仕様
    1. 6.1 絶対最大定格
    2. 6.2 ESD定格
    3. 6.3 推奨動作条件
    4. 6.4 熱特性
    5. 6.5 電気的特性
    6. 6.6 代表的特性
  7. 詳細説明
    1. 7.1 概要
    2. 7.2 機能ブロック図
    3. 7.3 機能説明
      1. 7.3.1 CrM/DCM制御原理
      2. 7.3.2 入力電圧フィードフォワード
        1. 7.3.2.1 ピーク入力電圧検出
      3. 7.3.3 バレー・スイッチングとCrM/DCMヒステリシス
        1. 7.3.3.1 バレー遅延調整
      4. 7.3.4 過渡応答高速化機能を備えたトランスコンダクタンス・アンプ
      5. 7.3.5 異常と保護
        1. 7.3.5.1 電源低電圧誤動作防止
        2. 7.3.5.2 2つの値の過電流保護
          1. 7.3.5.2.1 サイクル単位の電流制限Ocp1
          2. 7.3.5.2.2 Ocp2による重大過電流/CCM保護
        3. 7.3.5.3 出力過電圧保護
          1. 7.3.5.3.1 1次出力過電圧保護(Ovp1)
          2. 7.3.5.3.2 2次過電圧保護(Ovp2)
        4. 7.3.5.4 過熱保護動作
        5. 7.3.5.5 低入力電圧/ブラウンイン
      6. 7.3.6 大電流ドライバ
    4. 7.4 コントローラの機能モード
      1. 7.4.1 バースト・モード動作
      2. 7.4.2 ソフト・スタート
  8. アプリケーションと実装
    1. 8.1 アプリケーション情報
    2. 8.2 代表的なアプリケーション
      1. 8.2.1 設計要件
      2. 8.2.2 詳細な設計手順
        1. 8.2.2.1 WEBENCH®ツールによるカスタム設計
        2. 8.2.2.2 電力段設計
          1. 8.2.2.2.1 ブースト・インダクタ設計
          2. 8.2.2.2.2 ブースト・スイッチの選定
          3. 8.2.2.2.3 ブースト・ダイオードの選定
          4. 8.2.2.2.4 出力コンデンサの選定
        3. 8.2.2.3 ZCD/CS端子
          1. 8.2.2.3.1 ZCD/CS端子波形に生じる電圧スパイク
        4. 8.2.2.4 VOSNS端子
        5. 8.2.2.5 電圧ループ補償
          1. 8.2.2.5.1 プラント・モデル
          2. 8.2.2.5.2 補償設計
      3. 8.2.3 アプリケーション曲線
  9. 電源に関する推奨事項
  10. 10レイアウト
    1. 10.1 レイアウトのガイドライン
      1. 10.1.1 VOSNS端子
      2. 10.1.2 ZCD/CS端子
      3. 10.1.3 VCC端子
      4. 10.1.4 GND端子
      5. 10.1.5 DRV端子
      6. 10.1.6 COMP端子
    2. 10.2 レイアウト例
  11. 11デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 11.1 WEBENCH®ツールによるカスタム設計
    2. 11.2 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    3. 11.3 コミュニティ・リソース
    4. 11.4 商標
    5. 11.5 静電気放電に関する注意事項
    6. 11.6 Glossary
  12. 12メカニカル、パッケージ、および注文情報

CrM/DCM制御原理

UCC28056 IndCurCrmDcm.gifFigure 19. CrM/DCM動作におけるPFCインダクタ電流の波形

入力サイクル中に角度(θ)で発生する1つのスイッチング・サイクルについて考えます。理想的なCrM動作を仮定すると、スイッチング・サイクル中に流れる平均インダクタ電流(ILAvS(θ))は次の式で求められます。

Equation 1. UCC28056 eq-01.gif

固定回路には定インダクタンス(LBST)があるため、入力サイクル全体にわたってオン期間(TON(θ))が一定(TON)を保てば、平均入力電流は入力電圧に比例したままとなります。つまり、この方法で制御すると、ブースト・コンバータが入力に接続した負荷抵抗(RInEq)のように振る舞います。

Equation 2. UCC28056 eq-02.gif

次にDCM動作について考えます。Equation 3はスイッチング・サイクル中に流れる平均インダクタ電流を表します。

Equation 3. UCC28056 eq-03.gif

平均入力電流が入力電圧に比例するためには、入力サイクル全体にわたってオンタイムの積TON(θ)×δONDCH(θ)が一定に保たれる必要があります。Equation 4に等価入力抵抗を示します。

Equation 4. UCC28056 eq-04.gif

最小入力電圧(VInMinPkL)から最大電力(PInMax)を引き出すには、最小実効入力抵抗(RInEqMin)が必要です。

Equation 5. UCC28056 eq-05.gif

最小入力動作時のフルパワー動作はCrMモードであると仮定します。Equation 6を用いて、最小入力から最大電力を引き出すために必要なPFCインダクタ値を計算します。

Equation 6. UCC28056 eq-06.gif

where

  • TONMAX0は最大オン時間です。

入力電力要求は、最大入力電力に対する入力電力の比で表します。

Equation 7. UCC28056 eq-07.gif

Equation 8Equation 7を並べ替えて、TON(θ)時間を電力要求の関数として表しています。

Equation 8. UCC28056 eq-08.gif

Equation 8はUCC28056に実装されているCrM/DCM TON制御原理を示しています。この式は本来は二次式ですが、UCC28056では前のサイクルのδONDCH(θ)の値を基準にして、現在のサイクルのTON(θ)を計算します。このプロセスは、反復法により方程式を数値的に解くのと似ています。

CrM/DCMでの軽負荷動作には、幅広い動作周波数の選択肢があります。定電流パルス、高周波のCrMモード(TDCM=0)で動作できる一方、最大振幅の電流パルス、最低周波のDCMモード(TDCM=TDCMMax)でも動作可能であり、この2つの値の間でUCC28056がTDCM値を選択できます。導通損失は通常、最低動作周波数での動作時に集中しており、効率の低下につながります。スイッチング損失は通常、最高動作周波数(CrM)での動作時に集中しており、これもまた効率の低下につながります。一般に、最も効率のよい動作周波数が生じるのは、パルス電流振幅が最大値の約1/3になるときです。

Equation 9. UCC28056 eq-09.gif
Equation 10. UCC28056 eq-10.gif

UCC28056では、入力サイクルのピーク・インダクタ電流がILPkSOptを下回ると、CrM動作からDCM動作に遷移します。DCM動作時には、スイッチング周波数を調整して、あらゆる入力/負荷状態でも入力サイクルのピーク・インダクタ電流がILPkSOpt付近に保たれるようにします。このようにUCC28056は、あらゆる負荷、入力電圧条件下で最大限の効率を実現しようとします。