[参考译文] UCC28056：有关 UCC28056数据表中公式的一些问题

Sklar、您好、  

感谢您关注 UCC28056 PFC 控制器。

1 、公式(2)从公式(1)中简化、其中 Vin (α)= Vin (θ)。  我认为变量 α 的用法是错误的、应该是"θ"。   
在公式(1)正下方的文本段落中、它解释了导通时间 Ton 在整个线周期内保持恒定、因此对于任何角度  θ、Ton (θ)= Ton。  
因此   、Vin (θ)在方程(2)的每一侧抵消、而其余的表达式被反转以得出方程(2)。  

2. 公式(14)(公式14)与公式(13)的形式相同。  在数据表第8页的规格表中、我们可以看到 Gff0 =1、因此公式(13)可以写成 RinEqMin0 =(2xLbst)/(Tonmax0 x Gff0)。  这与公式(14)具有相同的形式。
通常、每个线路前馈电平的等效电阻可通过  RinEqMinx =(2xLbst)/(Tonmax0 x Gffx)找到。  
但 实际上、设计中只需要每个 GFF 前两个最低电平的 RinEqMin、因为 这些电平是峰值电流最高的。   

3. 方程式(15)使用来自 eqn (13)的 RinEqMin0来确定 Poutmax (= PinMax)的110%。  在 eqn (16)中使用 PinMax 来查找 处理 此功率所需的升压电感。  在 eqn (16)中有一个隐式 Gff0项、但由于 Gff0 =1、它不会出现在等式中。   EQN (17)与 eQn (16)不同、因为它在 Gff1电平的下边缘考虑了 RinEqMin。  电平阈值中存在迟滞、因此从 Gff1向下移动到 Gff0的功率级别低于从 Gff0向上移动到 Gff1的功率级别。  使用 EQN (16)和(17)来查找最低 Lbst 可确保无论输入 线路电压是最低的并且增加还是开始升高或降低、Lbst 都适合处理最大功率。  

4. 我同意您的计算结果、我无法解释数据表是如何达到235uH 的。  我只能猜测 在编写应用手册时、一个或多个参数可能具有不同的值、或者作者在输入数字时犯了小错误、并且没有仔细检查结果。  

5. 这是一个好问题。  由于文本显示选择较高的电感 值将无法提供全功率、并且我们知道升压电感器将具有+/-容差、因此我认为一个不错的选择是(最小(Lbst0、Lbst1)/+容差)。  例如、如果磁性元件供应商可以在所需电流水平下保持大约230uH 的电感上的+/-10%、则 Lbst = (min (255uH、235uH)/1.10)= 213.6uH。  对于"清洁剂"编号、这可以四舍五入到214uH 或213uH 或210uH。   
我不确定为什么应用手册选择200uH、除非它是一个"标准"值、可以是现成 的电感器。  (220uH 的下一个标准值将过高。)  

我希望这有助于您理解。  

此致、
Ulrich

Sklar、您好、  

1. 是的、公式(1)是对通用公式 U=LDI/dt 的重新排列。  
正如其上面的文本中所指定的那样、eqn (1)基于理想的 CRCM 操作、这意味着对于每个开关周期、Il 始终从0开始、di 从0变为 IlpkS (θ)、dt = Ton (θ)。   
因此、在 eqn (1)中间重新排列项可得到 Vin (θ)= Lbst x IlpkS (θ)/Ton (θ)。   

但是，在   线路周期的 θ 点(θ)，平均周期电流与平均输入电压(相对于等效电阻)之间的关系开始，即 ILAvS ()=... = Vin (θ)/RinEq。  

在 UCC28056中、COMP 和 Vin 之间的增益不是固定的、因为 Gffx 有8个从 Gff0到 Gff7的电平。  这8个电平以从低压线路到高压线路的8个离散步长调整电压环路的增益。  (理想情况下、增益应 连续变化、但此处将其量化为8个电平。)  
前馈增益调整的目的 是在 整个输入线路范围内保持总体电压环路增益相对恒定。

如果没有 GFF、高压线路(264Vac)的环路增益将非常高、低压线路(~85VAC)的环路增益将非常低。  
因此、对于低压线路上的全功率、COMP =~5V、但在高压线路上、增益上升、COMP 必须在相同的满载功率下降至<2V。  
线增益的变化实际上与最大值与最小值之比的平方相符。  
因此、在 UCC28056中、引入了量化增益调节块、将环路增益降低了平方比的倒数。

因此、Gff0 =(VinMinPkL/VinPkL)^2 = 1、其中 VinPkL = VinMinPkL。  当 Vin 增大到下一个高于 VinMinPkL 的范围时、Gff1 = (VinMinPkL/Vin1PkL)^2 =  0.735。 随着 Vin 增大到高于 Vin1PkL 的下一个范围、Gff2 = (VinMinPkL/Vin2PkL)^2 =  0.541。  随着 Vin 增大到高于 Vin2PkL 的下一个范围、Gff3 = (VinMinPkL/Vin3PkL)^2 =  0.398. 依此类推，适用于 Gff4、Gff5、Gff6和 Gff7。  这些增益调整 值可在 第8页的电气特性表中找到。  第8页还显示  了从一个增益电平向上或向下移动到下一个增益电平所需的上升和下降阈值电压。 请注意 、上升阈值和下降阈值之间存在迟滞 、以避免在增益级边界处发生抖动。   
Vin 的缩放表示在内部合成、方法  是处理 ZCD/CS 输入端感应到的每个周期相对于总开关周期的 Ton 和 Toff 时间。  

此致、
Ulrich

Sklar、您好、  

我想我将回答为什么环路增益从高压线到低压线先变化、那么我认为这对量化 Gffx 电平更有意义。  
为了避免大量理论数学运算、我将更定性地描述升压控制操作。   

UCC28056在临界导通模式(CRCM)(也称为边界模式(BM)和转换模式(TM))下运行、此模式使用恒定导通时间来实现 PFC。  对于全功率负载、在最低输入线路电压(例如85Vrms)下、COMP 将处于其最高电压(~5V)、以驱动最长导通时间。  
只需考虑线路的峰值：85Vrms = 120Vpk。  对于给定的满负载、输入电流在最低线路的峰值处最高。  CRCM 要求电感器的 IPK LB =平均交流线路电流峰值的2倍。   接下来、LL=低端、HL =高端。  

实现 IPK 的导通时间为 TON_LL =(IPK_LL * lb)/Vinpk_LL、该导通时间在整个交流线路周期内保持恒定。  
这是在低压线路上。  在大多数情况下，高压线路为264Vrms，线路范围约为3： 1 (264/85=3.1)。  
对于高压线路上的相同负载功率水平、TON_HL = IPK_HL * lb)/ Vinpk_HL。   
但请注意：在交流输入端、由于 Vac 上升了大约3倍、对于固定电源、IAC 下降了大约3倍。  

由于在 lb 和 IPK 上的电压为3Vac、因此实际 HL 导通时间必须减少到 LL 导通时间的1/9。
因此、您可以看到、对于 Vin 的3倍变化、tON 必须是1/9变化、因此增益随线路变化^2。  

由于导通时间与 COMP 电压成正比、且 COMP 在低压线路的全功率下设置为~5V、因此 COMP 必须降低9x 电压以覆盖该范围。  在 UCC28056中、COMP 的最小阈值为0.5V、因此其范围为5V - 0.5V = 4.5V。  您可以看到、低压线路上 COMP 的微小变化会对 TON 产生一些小影响。  例如、4.5V 输出中的0.1V =公吨变化的2.2%。  但是、当 COMP = 4.5V/9 = 0.5V 时、高压线的幅度变化相同、即0.5V 输出中的0.1V =吨数的20%变化。  在 COMP 发生相同变化的情况下、高压线路的环路增益要高得多。  
这就是输入电压前馈的原因。   

如上所述、Vin 在内部通过处理 tON 和 tOFF 时间进行合成(因为不直接感测 Vin)。  我不会详细介绍这种情况的发生方式、但由于可以估算 Vin 的缩放版本、因此该行信息可用于在内部调整环路的增益、以便消除控制环路的 Vin^2增益变化。  理想情况下、它将是增益与线路成反比的连续函数、但 IC 设计人员选择了该函数的离散量化、划分为8个级别。  这是二进制进展的折衷、 其中4个增益级别不够、16个级别太多、 8个电平似乎足以使环路增益与线路保持相对平坦(在+/-20%以内) 、从而使 COMP 电压在整个交流线路输入范围内对于给定的功率电平几乎相同。   

在第8页的"电气特性"表中、您可以看到8个增益电平 Gffx (基于内部前馈)的范围从低压线路上的1.0到高压线路上的0.116、这大约是线路上的1：9变化。  增益电平由7个上升阈值 VffxRise 隔开、该阈值 VffxFall 具有7个下降阈值的迟滞。  请注意、每个电平中的增益值 不是线性变化的、而是遵循1/x^2曲线。  
这些随线路电压升高而降低的 Gffx 增益系数有效地抵消了随线路电压升高而产生的自然环路增益增大、从而使 COMP 免受线路电压的影响、并使 COMP 与 PoUT 成正比。  

我希望这有助于您了解 GFF 的用途以及为什么有8个级别。  

此致、
Ulrich

Sklar、您好、  

实际上，这是一个我无法回答的问题，我很抱歉地说。  我不知道为什么选择二进制进程、尽管我可以猜测可能只是使用一系列触发器来计算哪个级别处于活动状态。  D 触发器通常用于使因子2递增/递减。   
仅需三个 D 触发器即可对8个电平(000至111)进行计数。  这是我的猜测、但我不确定。  
此器件的设计人员不再可以提出要求。  

此致、
Ulrich

Sklar、您好、  

您已在上面的方框图中的红色框内突出显示了其中一个 D-FF。  我不知道 UCC28056中电路的详细信息、但(基于对过去 PFC 控制器电路的熟悉程度)我100%确信该器件中有很多 D-FFs、可用于多种用途。   

此致、
Ulrich