JAJSDT7B August 2017 – August 2017 UCC256301
PRODUCTION DATA.
高度に統合されたUCC256301では、機能を犠牲にすることなく、部品数を大幅に減らし小型化することができます。UCC256301は、バースト・モードにより、極めて低いスタンバイ消費電力を達成しています。また新しい制御方式により、優れた過渡応答性能を提供し、補償の簡素化を実現します。
大画面テレビやAC/DCアダプタ、サーバー電源、LEDドライバなど、消費電力が比較的高い多くの民生用途には、PFC＋フライバック方式に比べて効率が高く、小型であることから、PFC＋LLC電源が採用されています。PFC＋LLC電源システムの欠点は、レギュレーションを維持するためにLLC段に最小限の循環電流が必要になるため、必然的に軽負荷時の効率が悪くなり、無負荷時消費電力も多くなることです。このため、軽負荷時効率と無負荷時消費電力の要件を満たすには、連続的に動作し、システムが低消費電力モードやスタンバイ・モードに移行した時点でメインのPFC＋LLC電源システムを停止できる補助フライバック・コンバータを使用する必要があります。UCC256301 LLCコントローラは、高度な制御アルゴリズムと高効率のバースト・モードを備えたLLC電源システムを構築できるように設計されています。UCC256301には、高い軽負荷時効率と低い無負荷時消費電力を実現する、数多くの新機能が搭載されています。このため、補助フライバック・コンバータなしで、無負荷時消費電力の目標値150mWを達成する電源システムを設計することができます。UCC256301は、高電圧起動JFETを搭載しており、最初にVCC容量を充電してから、PFCおよびLLC電源システムの起動に必要な電力を供給します。動作した時点で、PFCおよびLLCコントローラ用の電力がLLC変圧器のバイアス巻線から引き出されます。
UCC256301は、新しい制御アルゴリズムであるハイブリッドヒステリシス制御(HHC)を採用することにより、レギュレーションを実現しています。この制御アルゴリズムでは、共振容量電圧によってスイッチング周波数が設定されるため、正確な入力電流情報を伝達できます。したがって、この制御動作では入力電流を直接制御できます。これにより、優れた負荷/入力電圧過渡応答と高効率のバースト・モードが実現します。また、従来の直接周波数制御(DFC)に比べて、HHCではシステムが1次システムに変わります。このため、補償設計がずっと簡単になり、ループ帯域を拡大することができます。
UCC256301には、ZCS動作領域を回避するための有効なアルゴリズムが内蔵されています。ZCSに近い動作が検出されると、UCC256301は帰還信号は無視され、動作が回復するまでスイッチング周波数を上げます。その後、スイッチング周波数はソフトスタート容量が決定した速度に戻され、制御は電圧制御ループに返されます。
UCC256301は、ハーフブリッジ・スイッチ・ノードを監視して、出入電力スイッチに必要なゲート信号のデッドタイムを決定します。このようにデッドタイムが自動的に調整され、動作効率およびセキュリティが最適化されます。UCC256301には、アダプティブデッドタイムのアルゴリズムが内蔵されているため、代替部品に比べて、その動作は本質的に安定したものとなります。
UCC256301には、1次側および2次側ドライバが搭載されていることから、LLC電力段を直接駆動して、最大1kWのピーク電力/500Wの連続電力を供給できます。これにより、最小限の部品で、十分な機能を備えた電源システムが実現します。
統合された高電圧JFETにより、電源システムはその出力電圧を、PFC段の入力時に表示される電源電圧の1/2以内に制御することができます。UCC256301は、LLC段とPFC段の両方に起動電力を供給します。動作した時点でJFETはオフになり、パッケージの消費電力を制限し、スタンバイ消費電力を削減します。
低出力電力レベル時には、UCC256301は自動的に軽負荷バースト・モードに移行します。バースト・オン期間中のLLC等価負荷電流レベルは、調整可能な値です。バーストからバーストまでのスペース期間は、FBピン電圧に基づき、2次電圧レギュレータ・ループによって終了します。バースト・モード中は、共振容量電圧を監視して、最初と最後のバースト・パルス幅が最高効率に最適化されるようにします。この方法により、代替部品に比べて、UCC256301では軽負荷時効率を高め、無負荷時消費電力を削減することができます。
また、オプトカプラを低消費電力モードで動作させることが可能なため、従来の方式に比べて、スタンバイ・モード時の消費電力を最大20mW削減することもできます。
UCC256301の追加保護機能には、3値の過電流保護、出力過電圧保護、入力電圧OVPおよびUVP、ゲート・ドライバUVLO保護、および過熱保護があります。
UCC256301の主な特長は以下のとおりです。