在离线应用中采用UCC28056来优化效率和待机功耗

2019-05-24 11:09:00 来源:EEFOCUS
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摘要
现代产品法规要求更低的待机功耗和更高的效率。满足这些要求的策略可能是使用复杂的电源时序控制关闭部分电源系统以提高轻载效率。此外,关闭如PFC等电源系统的部分需要将下游功率转换器设计用于宽输入电压范围。UCC28056架构和突发模式等功能使设计能够满足这些现代电源要求,使PFC级在所有电源模式下保持开启状态。
 
 
 
商标
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前言
随着产品法规持续要求在这些关键领域提高性能,效率和待机功耗已成为离线应用中关注的重点。这种关注需要采用复杂的功率策略以满足这些要求,例如在低功耗模式下关闭PFC。这种策略虽然有效,但极大地增加了系统设计的复杂性,也增加了PFC下游的DC/DC转换器设计的负担,使其无法处理更宽的输入电压范围。UCC28056器件专为解决此问题而设计,可在整个负载范围内保持高效率,使设计人员即使在低功率模式下也能保持PFC开启状态。本应用指南介绍了使用UCC28056优化过渡模式PFC设计以提高效率和待机功耗的设计决策。
 
功耗标准
表1和表2总结了美国能源部(DOE)VI级对铭牌输出功率为50 mW及以上的应用的功耗要求。
 
表1.DOE VI级(50 W至249 W)
 
 
表2.DOE VI级(>250 W)
 
 
表3总结了《欧盟行为准则》(CoC)II级对铭牌输出功率为50 W至250 W的应用的功耗要求。在撰写本文时,未获知铭牌输出功率大于250 W的要求。
 
表3.CoC II级功耗要求
 
 
应该注意的是,CoC II级考虑了10%负载下的轻载效率点,该负载下的效率通常因静态损耗和较低的输出功率而受到影响。在10%负载下效率较低,因此在其他四个调节效率点上需要更高的效率以满足最小平均效率。
 
优化效率和待机功耗
为了说明优化待机功耗和效率的方法,请考虑以下85 VAC至265 VAC,165 W设计,如图1所示。
 
图1.UCC28056设计示例
 
突发模式运行
UCC28056实现了突发模式功能,进一步改善了轻载效率和待机功耗。此外,在进入突发模式后,导通时间脉冲宽度在前4个开关周期内斜坡上升。此外,在退出突发模式之前,导通时间脉冲宽度在最后4个开关周期内斜坡下降。这种软导通和软关断策略在进入突发模式后在前4个周期内增加线路电流,并在最后4个周期内降低线电流。此功能可在轻载条件下限制可听噪声和对EMI滤波器的干扰。
 
进入和退出突发模式通过应用于COMP引脚电压的两个比较器阈值实现。两个比较器阈值的平均电压约为VCOMP_Max的11%,这意味着在每个突发周期期间传递的功率约为最大输出功率的11%。
 
在突发开启期间,PFC级的效率大约等于PFC转换器在11%负载下的效率。在突发关闭期间,UCC28056的电流消耗降至
125μA。在没有转换动作发生的突发关闭期间的功率损耗主要由PFC级内的静态功率损耗决定。等式1提供了待机功耗性能的近似值
 
 
当PFC级上的负载降低到10%以下时,突发期间的频率也会降低,以保持轻负载的高效率。
 
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