600w交错式双相转移模式pfc转换器之pr735

600W 交错式双相转移模式 PFC 转换器PR7351 引言PR735 是一款交错式双相转移模式 PFC 转换器，其在电流高达 1.5A 的 85VRMS265VRMS 交流输入电源下工作时，可提供 400V 的固定输出。该参考设计需要一个 100mA、15V 的额外偏置电压来为 UCC28060 器件供电。PR735 设计旨在通过展示典型离线高功耗应用中 UCC28060 的性能来突出说明 UCC28060 的特性。UCC28060 包含了诸如 Natural Interleaving 的创新性特性，并且可以用于多种应用，详情请参见下面的 2.1 章节。2 描述PR735 由两块电路板组成：一块是含有磁性元件、晶体管以及其他高功率组件的电源电路板；另一块是由 UCC28060 集成电路以及各种组件和滤波电路组成的控制器电路板。该控制器电路板通过一个排针 (header) 与电源电路板相连接，当 PFC 输出处于稳压状态时，控制器电路板上的 J1.A 状态 LED 就会发光指示。如欲了解有关器件运行的更多详情，请参见 UCC28060 产品说明书。警告由于该电路上有高压，非经验丰富的电源专业人士切勿进行该设计工作。2.1 应用范围：l LCD、等离子以及 DLP 电视l 计算机电源l 入门级服务器2.2 特性：l 85VRMS265VRMS 输入电压范围l 400V 固定输出l 1.5A 直流恒定状态输出电流l 采用了 TI Natural Interleaving 专利技术l 相位管理功能提高了轻负载时的效率l 掉电保护功能3 PR735 规范3.1 电气特性表 1 PR735 的电气与性能规范参数最小值标准值最大值单位输入电压（交流线路）85265VRMS线路频率4763Hz输出电压400V输出电流01.5A满负载效率92%最大负载时的功率因数0.99-控制器电路板的偏置电压1421V控制器电路板的电流100mA输出功率0600W3.2 散热要求该参考设计可在环境温度为 25 下工作，功率高达 600W，而无需外部制冷。用户应确保所有的高功率组件（MOSFET、整流器等）散热正常以免温度过高。为了降低高输出功率级别时组件的热应力可以使用外部制冷。4 原理图下页的原理图说明了 PR735 的参考设计。为了清楚起见，分别在单独的页面上对功率级和控制器电路进行了说明。4.1 功率级电路图 1 PR735 功率级注：仅供参考。如欲了解具体的值，请参见表 2 材料清单。测试点仅限于评估，并非是转换器运行所必须的。4.2 控制器电路图 2 PR735 控制器电路注：仅供参考。如欲了解具体的值，请参见表 3 材料清单。5 PR735 典型的性能数据图 3 到图 5 显示了PR735 的典型性能数据。由于实际性能数据会受到测量技术和环境变化的影响，因此这些曲线仅供参考，并且可能与实地测量值会有所不同。5.1 效率下图说明了 PR735 在低线压和高线压条件下整个输出功率范围内的效率。图 3 在 85VRMS 和 265VRMS 时的效率5.2 230 VRMS 输入时的电流谐波PR735 含有非常符合 EN61000 标准的极低的电流谐波含量。大多数谐波含量都被包含在可导致低 THD 的基本谐波中。下图举例说明了 PR735 的电流谐波以及 EN61000 标准，以进行比较。 图 4 230 VRMS 输入时的PR735 谐波5.3 最大负载时的输出电压纹波从下图可以看出输出电压纹波大约为 10V（峰至峰）。图 5 PR735 输出电压纹波（5V/DIV、交流耦合）5.4 输入纹波电流消除下图举例说明了PR735 转换器在各个线路周期不同输入电压时的输入纹波消除情况。M4 振荡器信号为输入电流，其为两个电感电流的相加值。图 6 85VRMS（线路电压峰值）输入电压时 PR735 的电感和输入纹波电流图 7 85VRMS（线路电压峰值的一半）输入电压时 PR735 的电感和输入纹波电流图 8 265VRMS（线路电压峰值）输入电压时 PR735 的电感和输入纹波电流图 9 265VRMS（线路电压峰值的一半）输入电压时 PR735 的电感和输入纹波电流图 10 85VRMS 输入、POUT=300W 时 PR735 的电感和输入纹波电流图 11 265VRMS 输、POUT=600W 时 PR735 的电感和输入纹波电流5.5 启动特性下图说明了 PR735 转换器在不同输入电压和输出功率条件下的启动特性。图 12 VIN=85VRMS、POUT=600W时 PR735 的启动特性图 13 VIN=265VRMS、POUT=0W时 PR735 的启动特性5.6 掉电保护下图展示了 UCC280660 的掉电保护特性。如果 VIN 交流电压下降至掉电阈值电压以下，则该转换器在掉电滤波时间（通常为 440ms）以后将停止转换。图 14 85VRMS 时的 PR735 掉电保护 图 15 265VRMS 时的 PR735 掉电保护6 EVM 装配图与布局下图说明了PR735 印刷电路板的设计。控制器电路板由一个单层 PCB 组成，所有的组件都安装在电路板的顶端；电源电路板由一个单层 PCB 组成，布线位于电路板的底部而组件安装在电路板的顶端。图 16 PR735 控制器电路板布局（顶部视图）图 17 PR735 控制器电路板部件放置（顶部视图）图 18 PR735 功率级底层布局（顶部视图）图 19 PR735 功率级部件位置（顶部视图）7 功率级与控制器级材料清单7.1 功率级材料清单表 2 列出了按照图 1 所示原理图配置的 EVM 组件。表 2 UCC28060 (PR735) 功率级材料清单参考设计数量描述厂商部件号C1、C22电容、220F、450V、elect KMQ snapUnited Chemi-conE30KSMQ451VSN221MRC31薄膜电容、0.047F、275VAC松下ECQ-U2A474MLD11整流器桥接、GPP、600V、15ADiodesGBJ1506-FD2、D32超快二极管、8A、600V安森美MUR860FB11保险丝夹、520mmWickmann520J11连续排母 (Straight socket)、10P、1 排3M929850-01-10-10J2、J3、J5、J64连接器、接线柱、绝缘Johnson111-0703-001J71终端模块、2 引脚、6A、3.5mmOSTED555/2DSJP1、JP2、JP4、JP7、JPL1、JPL2、JPQ、JPQ28跳线、过孔、0.035STDSTDL1、L22电感、E 磁芯FerroxcubeE41/17/12Q1MOSFET、N通道、600V、31A英飞凌IPP60R099CSQ2MOSFET、N通道、600V、31A英飞凌IPP60R099CSR1、R22电阻、10.0k、1/4W、1%、1206StdStdRG1、RG22电阻、5.10、1/4W、1%、1206StdStdRS21电阻、0.005、1W、1%、2512松下ERJ-M1WSF5M0URT11电流限制器浪涌、4.7、20%EpcosB57238S479MTP、TP2、TP3、TP4、TP9、TP106引脚、过孔、用于 0.062 PCBVectorK24A/M7.2 控制器级材料清单表 3 列出了按照图 2 所示原理图配置的 EVM 组件。表 3 UCC28060 (PR735) 控制器级材料清单参考设计数量描述厂商部件号C1、C22陶瓷电容、50V、22pFAVX12065A220JAT2AC3、C4、C53陶瓷电容、50V、21nFAVX12065C103KAT2ACF11陶瓷电容、0.12F、10%、50V、X7R 1206AVX12065C124KAT2ACF21陶瓷电容、1F、50V、Y5V 1206AVX12065G105ZAT2ACP1、CR2、CV23陶瓷电容、0.1F、100V、X7R 1206KemetC1206C104K1RACTUDP11470 NM 超蓝 LEDLumexSTRML-LX0805USBCJ11连续排母、10P、1 行3M929850-01-10-10JP1、JP2、JP3、JP4、JP5、5跳线、过孔、0.035STDSTDRCS31电阻、100、1/4W、1%、1206YageoRC1206FR-07100RLRF11电阻、11.5k、1/4W、1%、1206 SMD松下ERJ-8ENF1152VRI1、RI22电阻、1.00M、1/4W、1%、1206 SMD松下ERJ-8ENF1004VRI31电阻、32.4k、1/4W、1%、1206YageoRC1206FR-0732K4LRO1、RO22电阻、324k、1/4W、1%、1206 YageoRC1206FR-07324KLRO3、RP1、RP23电阻、10.0k、1/4W、1%、1206松下ERJ-8ENF1002VRP3