JAJSEI9B October   2017  – January 2018 UCC28056

PRODUCTION DATA.  

  1. 1 特長
  2. 2 アプリケーション
  3. 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. 4 改訂履歴
  5. 5 端子構成および機能
    1.     端子機能
  6. 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. 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. 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. 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

7.3.1 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 8はEquation 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。