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

補償設計

プラントの積分器の応答により、ゲイン・ロールオフは1ディケード当たり-20dBとなり、90°の位相遅れが生じます。単純な積分補償ネットワークでは、電圧ループにもう一回90°の位相遅れが生じるため、容認しがたい位相マージンになります。十分な位相マージンを確保するには、タイプ2補償ネットワークを採用して、ゲイン・クロスオーバー周波数で希望する位相ブーストが得られるようにします。Equation 84はエラー・アンプとタイプ2補償ネットワークを組み合わせた場合の小信号ゲインを表します。

Equation 84. UCC28056 eq-84.gif

は次のように表すこともできます。

Equation 85. UCC28056 eq-85.gif

where

    Equation 86. UCC28056 eq-86.gif
    Equation 87. UCC28056 eq-87.gif
    Equation 88. UCC28056 eq-88.gif

Equation 86Equation 87Equation 88を並べ替えると次のようになります。

Equation 89. UCC28056 eq-89.gif
Equation 90. UCC28056 eq-90.gif
Equation 91. UCC28056 eq-91.gif

ゲイン・クロスオーバー周波数で最大の位相ブーストを得るために、補償設計に際し、ボード線図で極/ゼロはゲイン・クロスオーバー周波数(fB)を中心に対照的に配置します。周波数軸は対数目盛りとするため、これにより次のような極(fP)およびゼロ(fZ)周波数が得られます。

Equation 92. UCC28056 eq-92.gif
Equation 93. UCC28056 eq-93.gif

プラントに採用されている積分器の特性と補償器により180°の位相遅れが生じるため、ループの位相マージンはタイプ2補償による位相ブーストと等しくなります。fBで所望する位相マージン(ΦPM)を実現するために、Equation 92およびEquation 93Equation 85に代入し、位相ブースト角度となるKを解いて、極周波数とゼロ周波数の分離を確認します。

Equation 94. UCC28056 eq-94.gif

次に、希望する位相マージンを選択します。標準的な位相マージンの範囲は45°~75°です。この設計例では、目標位相マージンを65°とします。

Equation 95. UCC28056 eq-95.gif
Equation 96. UCC28056 eq-96.gif

次に、ループ・ゲイン・クロスオーバー周波数(fB)を決定します。高速ループでは、COMP端子電圧における入力周波数の2倍のリップルが増えて、入力電流歪みの増大につながります。

まず、入力周波数の2倍のCOMP電圧リップルによる第三高調波歪み1%という目標を設定します。この目標を達成するには、定常状態フルパワー動作時に入力周波数の2倍のCOMP端子リップルをDC値の2%未満に抑える必要があります。次に、入力周波数の2倍のCOMP端子リップルの振幅がDC値の2%を超えないようなループ・ゲイン・クロスオーバー周波数(fB)を選択します。

Equation 97を用いて、出力コンデンサにおける入力周波数の2倍の電圧リップルの振幅を計算します。

Equation 97. UCC28056 eq-97.gif

COMP端子電圧で2%のリップル振幅という目標を達成するには、出力電圧リップルの振幅を帰還ネットワークで減衰する必要があります。

Equation 98. UCC28056 eq-98.gif

Equation 99Equation 98を簡単にしたものです。

Equation 99. UCC28056 eq-99.gif

where

  • 2×fLine >> fP
  • 2×fLine >> fZ

Equation 100 はゲイン・クロスオーバー周波数でのユニティを表します。

Equation 100. UCC28056 eq-100.gif

Equation 100Equation 101のように表すこともできます。

Equation 101. UCC28056 eq-101.gif

Equation 92およびEquation 93を用いて、極周波数とゼロ周波数を計算します。それからEquation 89Equation 90Equation 91を用いて補償部品の値を求めます。

Equation 102. UCC28056 eq-102.gif
Equation 103. UCC28056 eq-103.gif
Equation 104. UCC28056 eq-104.gif
Equation 105. UCC28056 eq-105.gif
Equation 106. UCC28056 eq-106.gif
UCC28056 BodeGain.gifFigure 31. ゲインと周波数との関係
UCC28056 BodePhase.gifFigure 32. 位相と周波数との関係