电子产品世界

　　3.设计

　　除CDD和RCS之外，所有器件值都与UCC28700EVM-068 5-W USB适配器[1]原理图一样。图3摘自UCC28700产品说明书[2]。IS可使用等式7计算，这里ηXFMR是估计的变压器效率。

　　变压器效率受铁芯及绕组损耗、漏感比以及偏置功率与额定输出功率之比的影响。以一个5V、1A的充电器为例，1.5%的偏置功率是良好的估算值[1]。90%的整体变压器效率是约略估计，其中包括3.5%的漏感、5%的铁芯损耗及绕组损耗以及1.5%的偏置功率[1]。

　　最大初级峰值电流IPP出现在启动开始的时候，随即UCC28700器件会进入恒流调节状态，保持0.425的恒定二次二极管导通占空比。

　　该变压器是EVM上的WE 750312723，NP/NS=15.33、NP/NA=3.83，饱和电流为440mA。

　　图3：变压器电流

　　在启动开始时，输出电容器的平均充电电流为正值，充电电流等于(IS-IL)，如等式1所示。在VO上升至VOCC之前，辅助匝电压低于VDD，此时CDD无法通过辅助匝充电。但在此期间，CDD会被Irun和栅极驱动电流放电。如果 VDD低于VDD(off)，UCC28700器件就会关断。为确保器件顺利启动，在ta内VDD必须大于VDD(off)。在等式8和等式9中，应用了一个临界条件。Tstart是VO从0上升至VOCC的时间。等式2是VOCC和VDD(off)的关系。在等式8 中，有1mA的估计栅极驱动电流，而且为VDD添加了1V的裕度。VCST是芯片选择阈值电压。在启动开始时，UCC28700 VS引脚上的电压为低，因此VCST保持其最大值。

　　如表1所示，UCC28700器件有更好的恒流(CC)调整性能，更高的最大工作频率，其可最大限度缩小解决方案尺寸。待机功耗不足30mW，符合五星评级要求。更高的最大VDD，可缩小VDD电容器值。在表1中突出显示的三种产品中，UCC28700器件是设计5V适配器的最佳选择。UCC28700器件可选择更高的NA/NS，因为根据等式2，它具有更高的最大VDD，可实现更短的tstart(见等式9)。在等式8中，tstart与CDD成正比，因此在设计中需要较小的CDD。

　　表 1：参数比较表

　　4.实验

　　为验证上述分析，我们使用了一款UCC28700EVM-068 5-W USB适配器。除了CDD和RCS外，所有器件值均保持不变，CDD=4.7μF、RCS=1.8Ω。负载为恒定电流1A。

　　图4是UCC28700的启动波形，CH1是MOSFET栅极驱动信号，CH3是输出电压。该器件启动顺畅，没有过冲和声频噪声。该图显示，UCC28700器件有非常好的启动性能。在图4中，tstart接近18ms，与计算结果吻合。

　　图4：UCC28700启动波形

关键词： 电源控制器 UCC2870