[参考译文] UCC28781：具有功率因数校正功能的交流/直流转换器

Sam、您好！  

感谢您关注 TI 产品。  

对于您的问题1： WEBENCH 是一个计算程序、它根据常见电路拓扑和布置来确定组件值、从而通过输入参数实现指定的输出参数。  它根据网络公式和指定条件计算节点电压和净电流。 它不是 Simplis 或 PSpice 等仿真程序、也无法在设计中放置探针。  

对于您的问题#2：您能否澄清您要问的问题？  TI 拥有许多适用于~220W 负载的 PFC 控制器。  但是、WEBENCH 设计报告显示了使用 UCC28600的反激式设计。  如果 您在反激级之前寻找 PFC 控制器作为 PFC 级、UCC28056将非常适合此功率级别(尽管也有其他选择。  如果您正在寻找一个单级 PFC 设计、在一级从交流转换到隔离式稳压直流、则可以使用 UCC28050或 UCC28051。  此参考设计指明了如何实现单级 PFC、即使它仅适用于36W： https://www.ti.com/tool/PMP9730。  对于更高的功率、设计原理是相同的。

此致、
Ulrich

Sam、您好！  

我的回复：  

a & b)您不必进行两级设计。  对于单级设计 、我建议使用 UCC28051 PFC 控制器、正如我之前提到的。  它可以处理您的输出功率级别。  

c & d)我在上面提到了 PMP9730参考设计。  尽管您的功率级别要高得多、但设计方法应该相同。  遗憾的是、用于 PFC 的 WEBENCH 程序仅针对非隔离式升压 PFC 设计、无法生成单级反激 PFC 设计。

e) 可以通过单击此 E2E 主题顶部的热链接、在主题标题下的"主题中讨论的其他器件："行中找到这三个器件的相关信息  、正如我提到过的、 WEBENCH 将无法为 其中的任何器件生成单级反激 PFC 设计。  

我将尝试为 您找到一个设计指南、 如果我找到了一个、我将在对该主题的后续回复中发布该指南。

此致、
Ulrich

Sam、您好！  

我对您的数字感到困惑。   
我提到的参考设计是 PMP9730。  您在(a)中提到的电阻器参考编号 R10、R8、R7和 R5与将设置输出电压的电阻器不对应。  对于 R5、您已经为一个电阻分配了一个电压。  这些值对于 PMP9730原理图(TIDRGP1.pdf)没有意义、对于数据表中的典型应用图(图19)也没有意义。  

有关感测电阻选择的第8.2.2.6节位于最新 UCC28050数据表的第19页、而非第14页。  
对于具有稳压输出电压的反激式设计、当初级侧设计为7AX31V=217W 时、输出电流将自动设置为7A、并为转换损耗提供一定的裕度。  

如前所述、WEBENCH 无法生成基于反激式的单级 PFC 设计。  

我认为、对于您的应用、使用2级方法与传统的升压 PFC 以及 LLC 直流/直流级将更加直接且成功(以保持峰值电流更低)。  在与每个级的各自控制器相关的技术文献中、有很多针对这些级中每个级的设计指南和应用手册。  WEBENCH 对每一个器件都独立工作。   

我建议将 UCC28050用于 PFC 级、 将 UCC286404用于 LLC 级。   
要了解217W 应用的其他拓扑选项，请尝试使用 Powerstage-Designer 工具，该工具可从 以下位置下载：https://www.ti.com/tool/POWERSTAGE-DESIGNER 。  下载按钮下的技术文档也可以帮助您优化选择。  

此致、
Ulrich  

Sam、您好！  

很抱歉、我对 LLC 器件型号进行了错误输入。  我指的是 UCC256404，其数据表如下： https://www.ti.com/lit/gpn/ucc256403 。
(即使链接地址显示 UCC256403、该数据表中也指定了-404以及其他几个变体。)

感谢您澄清电阻器指示符的来源。  该设计是适用于100W 非隔离式升压 PFC 的 EVM (评估模块)。
由于此 EVM 的输出未与高压输入隔离、因此有一条从整流线路电压通过升压电感器和输出二极管到输出电容器的直接路径。  因此、该 PFC 的输出电压不可能小于输入电压的峰值。  对于265Vrms 输入、这是375Vpk、因此非隔离式升压 PFC 通常调节到390Vdc 左右(通常比最高输入峰值高15~20V)。   
更改 R7、R8、R10的值不会导致31Vdc 的输出电压。  但是、如果 VO_SNS (引脚1)超过5V、控制器将损坏。   

如前所述、我建议使用 UCC28051控制 器将 PFC 级调节至390V、并将 UCC256404控制器用于 LLC 输出级、以高效方式将390V 总线调节至31Vdc。  LLC 变压器将在高压输入和低压输出之间提供隔离。 WEBENCH 和其他设计工具可用于其中的每种器件、以便分别设计每个级。   

此致、
Ulrich

Sam、您好！  

 UCC28050/51的 WEBENCH 链接为： UCC28050数据表、产品信息和支持|德州仪器 TI.com 。
向下滚动到"设计和开发"部分的底部可找到 WEBENCH 屏幕(向下滚动网页大约1/3)。  

  UCC256403的 WEBENCH 链接为： UCC256403数据表、产品信息和支持|德州仪器 TI.com 。
向下滚动到"设计和开发"部分的底部可找到 WEBENCH 屏幕(向下滚动网页大约1/3)。  

您可以填写每个级的输入和输出要求、以便 开始相应的设计。  

LLC 是一种涉及两个电感 和一 个电容的谐振转换拓扑、通常通过半桥配置实现。
"L"包含变压器磁化和泄漏电感、"C"是与泄漏电感串联的电容器(或分离电容器)。  
有关 LLC 拓扑的基础知识，请访问 ：https://training.ti.com/basics-resonant-converter-topologies-llc-series 。  此站点提供了许多其他培训文件和视频： TI 培训搜索结果|德州仪器 TI.com 。  我建议按日期(最早的第一个)进行排序、然后向下滚动到2017年10月 、相关 LLC 相关文件开始使用。   (您可能需要创建一个 TI 帐户才能访问此培训。)

请注意、您还可以在顶部的搜索框中输入"PFC"、以查找有关功率因数校正的培训材料。   

此致、
Ulrich

Sam、您好！  

对于 UCC28050或 UCC38050、Mathcad 工具的工作方式将完全相同。   

这两个器件在功能上是等效的、除了-28050规格在-40°C 至+105°C 的工作环境温度下得到保证、而-38050规格在0°C 至70°C 的温度范围内得到保证。   

一个是工业级器件、另一个是商业级器件。  每个设计的设计计算都是相同的。  

此致、
Ulrich

Sam、您好！  

这两个公式是相同的。  

您将顶部的公式标记为(L2)、可在 UCC28050数据表中找到。  此数据表适用于 UCC28050、UCC28051、UCC38050和 UCC38051。  所有这些器件型号都使用相同的单个公式来计算 L   

您 标记为(L1)的底部公式 来自 MathCAD 文件、与数据表中的顶部公式相同。  
 一个微小的差异是(L1)使用变量"Vinmin"代替"vac (min)"作为  最小输入 rms 电压的名称。  
另一个微小的 η 是(L1)使用"Pout/Δ Σ"代替"引脚"作为输入功率的因数。  
第三个微小的差异是(L1)分子中的术语顺序与(L2)中的顺序相反。  

如果用每个变量项的实际数值替换每个变量项、则每个公式将产生相同的电感。   

此致、

Ulrich

Sam、您好！  

最大输入功率"引脚"可通过所需的最大输出功率"Pout"除以该功率级别下的预期转换效率来估算。  在  η 的 Mathcad 示例中、Pin = Pout/μ m。  由于 PoUT 定义为100W、效率 η 预计为0.95 (效率为95%)、因此引脚= 100W/0.95 = 105.3W。  对于此 PFC 设计、在  100W 负载下、预计将消耗~5.3W 的功率、以将交流输入转换为400V 稳压输出。

我建议  您观看本培训系列 https://training.ti.com/fundamentals-power-supply-design?context=1127584-490045中的以下视频 、以增强电源设计中的这些概念。  (正如我之前提到的、您可能需要创建一个 TI 帐户才能访问此培训。)

此致、
Ulrich

Sam、您好！  

UCC28740设计计算器工具用于设计使用 UCC28740控制器的反激式转换器。  
此工具不能用于设计 PFC 级。

对于 UCC28051 PFC 控制  器、这里有一个 Mathcad 设计工具：www.ti.com/.../UCC38050-CALC、它需要完全许可的 Mathcad 程序才能运行。  它不会在 Mathcad 的免费试用版上运行、遗憾的是、此部件没有基于 Excel 的计算器工具。  

如果您无法运行 Mathcad、请从 第16页的应用部分8开始、按照 UCC28050/51数据表 www.ti.com/.../ucc28051中的详细设计过程进行操作。  注意：第17页的表1是 PFC 级的典型设计要求示例。  您的许多特定要求可能会有所不同、但其中一些要求可能是相同的。 如示例表中所示。   

此致、
Ulrich

尊敬的 Sam：  

很高兴您 可以使用 Mathcad 文件。   
Excel 工具"UCC25640x...(修订版 C)"是 LLC 设计的正确工具。  

Simplis 是一个分段式线性仿真程序、用于对电路行为进行建模。   
它是 https://www.simplistechnologies.com/的产品 、还需要付费许可证才能运行完整版本。  免费软件试用版太受限制、无法运行我们的模型、该模型包含 IC 器件模型和 LLC 功率级模型。  

目前、UCC25640x 控制器没有任何其他类型的模型。  

此致、
Ulrich

尊敬的 Sam：  

UCC28050没有任何类型的仿真模型可用、所以使用两个控制器运行仿真的唯一方法是使用数据表方框图、参数表和运行模式说明来为 UCC28050手动构建您自己的 Simplis 器件模型、以供参考。   

同样、包含两个器件的单个计算器工具需要将 Mathcad 转换为 Excel 或将 Excel 转换为 Mathcad。

在这两种情况下、我都不认为有必要这样做、因为如果每个功率级都是单独设计的、那么这两个功率级在连接在一起时应该能够正常工作。  原型板通常在首次单独评估每个阶段时进行调试、然后仅在证明每个阶段都可以独立正常工作时连接在一起。  

此致、
Ulrich