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

8.2.2.2.4 出力コンデンサの選定

入力電源からPFC段が引き出す電力は次の式で表します。

Equation 39. UCC28056 eq-39.gif

負荷電力が一定である代表的なアプリケーションを仮定すると、入力サイクルの一部では、電源から過剰な電力が引き出され、出力コンデンサに蓄積されます。入力サイクルの他の部分では、負荷電力が入力電力を上回り、この不足分を出力コンデンサから供給しなければなりません。出力コンデンサと電力をやり取りするこのプロセスによって、必然的に入力周波数の2倍の出力電圧リップルが生じることとなります。この入力周波数の2倍のリップルは、POut/COut比と入力周波数にのみ依存します。

Equation 40. UCC28056 eq-40.gif

いくつかあるアプリケーション要件のいずれかを優先して、出力コンデンサ値を選択します。

  • 最大負荷時に入力周波数の2倍の出力リップル電圧。
  • 入力電源切断後の出力電圧ホールドアップ時間。
  • 過渡負荷ステップの結果としての出力電圧偏差。

この設計例では、入力周波数の2倍の出力リップル電圧の振幅はそのレギュレーション値の3%未満であると仮定します。これを実現するために必要なPOutMax/COut比は、Equation 41を用いて計算できます。

Equation 41. UCC28056 eq-41.gif

Equation 42を用いて、この165Wの設計例に必要な容量値を計算します。

Equation 42. UCC28056 eq-42.gif

入力電流の全高調波歪み(THD)を最小に抑えるには、最大出力電圧リップル振幅がEquation 43に示す条件を満たしていなければなりません。この条件を満たしていれば、出力電圧リップルの極値によりエラー・アンプの非線形ゲインがアクティブになることはありません。

Equation 43. UCC28056 eq-43.gif

Equation 44を用いて、出力コンデンサを流れる最大RMSリップル電流を計算します。

Equation 44. UCC28056 eq-44.gif

出力コンデンサに流れ込むこの電流には、スイッチング周波数成分(ICOutRMSHF)と入力周波数の2倍のリップル成分(ICOutRMSLF)があります。

Equation 45. UCC28056 eq-45.gif
Equation 46. UCC28056 eq-46.gif

電解コンデンサには通常、入力周波数の2倍(120Hz)でのリップル定格電流と、これとは異なるスイッチング周波数(100kHz)でのリップル定格電流があります。これらの定格は、入力周波数の2倍ではコンデンサのESRが高くなり、したがって、この周波数で発生するリップル電流は同じ振幅のスイッチング周波数リップルよりも大きな電力損失を招くという事実を反映しています。最適なコンデンサを選定するには、コンデンサを流れる等価高周波リップル電流を考慮してください。

Equation 47. UCC28056 eq-47.gif

パラメータKHLFは、使用予定であるコンデンサ・シリーズの高周波と低周波のRMSリップル定格電流の比です。

Equation 48. UCC28056 eq-48.gif

この設計例では、サイズと定格を考えて、Rubycon BXWシリーズ(450BXW68MEFC12.5X45)の68µF/450Vコンデンサ2個を選定し、並列接続します。これにより、コンデンサ値の要件とリップル定格電流の両方を満たし、マージンも若干増やすことができます。

Equation 49. UCC28056 eq-49.gif
Equation 50. UCC28056 eq-50.gif