Texas Instruments UCC25800-Q1超低EMI變壓器驅(qū)動(dòng)器集成了開(kāi)關(guān)功率級(jí)、控制和保護(hù)電路，可簡(jiǎn)化隔離式偏置電源設(shè)計(jì)。它支持設(shè)計(jì)采用具有較高漏電感的變壓器，但寄生一次至二次電容要小得多。這種低電容變壓器設(shè)計(jì)可將注入偏置變壓器的共模電流減少一個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，該變壓器驅(qū)動(dòng)器非常適合用于各種汽車(chē)應(yīng)用中的隔離式偏置電源，可最大限度地降低由高速開(kāi)關(guān)器件引起的EMI噪聲。軟開(kāi)關(guān)特性進(jìn)一步降低了EMI噪聲。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments UCC25800-Q1超低EMI變壓器驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

該變壓器驅(qū)動(dòng)器的可編程頻率范圍為100kHz至1.2MHz。這種高開(kāi)關(guān)頻率可減小變壓器尺寸和占位面積，并可降低偏置電源的整體成本。集成的SYNC功能支持系統(tǒng)偏置電源與外部時(shí)鐘信號(hào)同步，從而進(jìn)一步降低系統(tǒng)級(jí)噪聲。死區(qū)時(shí)間可自動(dòng)調(diào)節(jié)，最大限度地降低導(dǎo)通損耗，并簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。可編程的最大死區(qū)時(shí)間確保功率級(jí)設(shè)計(jì)的靈活性。

該變壓器驅(qū)動(dòng)器集成了低電阻開(kāi)關(guān)功率級(jí)，24V輸入時(shí)實(shí)現(xiàn)6W設(shè)計(jì)，34V輸入時(shí)高達(dá)9W。在固定輸入電壓下，開(kāi)環(huán)控制還有助于輸出調(diào)節(jié)，在負(fù)載超過(guò)10%時(shí)保持±5%?？删幊踢^(guò)流保護(hù) (OCP) 可靈活地進(jìn)行功率級(jí)設(shè)計(jì)，從而最大限度地減小變壓器尺寸。該器件具有可調(diào)節(jié)OCP、輸入OVP、TSD和引腳故障保護(hù)等特性，可確保穩(wěn)健運(yùn)行。固定1.5ms軟啟動(dòng)周期可降低啟動(dòng)和故障恢復(fù)時(shí)的浪涌電流。

該變壓器驅(qū)動(dòng)器還設(shè)有專(zhuān)用的多功能引腳，用于外部禁用和故障代碼報(bào)告。一旦偏置電源處于保護(hù)模式，則故障代碼報(bào)告即發(fā)送故障代碼。Texas Instruments UCC25800-Q1變壓器驅(qū)動(dòng)器采用8引腳DGN封裝，具有散熱焊盤(pán)，可提高其熱處理能力。

特性

• 開(kāi)環(huán)LLC變壓器驅(qū)動(dòng)器
• 超低EMI
• 電源電壓范圍：9V至34V
• 輸出功率：6W（24V輸入）
• 電阻器可編程開(kāi)關(guān)頻率：100kHz至1.2MHz
• 與外部時(shí)鐘同步
• 可編程最大死區(qū)時(shí)間，具有自動(dòng)死區(qū)時(shí)間調(diào)整功能
• 欠壓閉鎖
• 可調(diào)過(guò)流保護(hù)閾值
• 外部禁用功能
• 輸入過(guò)壓保護(hù)
• 過(guò)熱保護(hù) (TSD)
• 故障代碼輸出，用于系統(tǒng)智能
• 提供閂鎖和故障自動(dòng)重啟版本
• 8引腳DGN封裝，帶散熱焊盤(pán)

框圖

UCC25800-Q1超低EMI變壓器驅(qū)動(dòng)器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述

Texas Instruments的UCC25800-Q1是一款專(zhuān)為汽車(chē)隔離式偏置電源設(shè)計(jì)的超低EMI變壓器驅(qū)動(dòng)器，采用8引腳DGN封裝并集成熱墊，具有出色的熱管理能力。該器件集成功率開(kāi)關(guān)級(jí)、控制電路和保護(hù)功能，簡(jiǎn)化了隔離電源設(shè)計(jì)。其主要特點(diǎn)包括：

• 高效率半橋變壓器驅(qū)動(dòng)架構(gòu)
• 0.1MHz至1.2MHz可編程開(kāi)關(guān)頻率
• 9V至34V寬輸入電壓范圍
• 自動(dòng)死區(qū)時(shí)間調(diào)整與最大死區(qū)時(shí)間編程
• 外部時(shí)鐘同步功能降低系統(tǒng)噪聲
• 符合AEC-Q100汽車(chē)應(yīng)用Grade 1認(rèn)證(-40°C至+125°C)

二、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

1. 超低EMI設(shè)計(jì)

UCC25800-Q1允許設(shè)計(jì)采用具有更高漏感但極低原邊-副邊寄生電容的變壓器，可將共模電流注入降低一個(gè)數(shù)量級(jí)。這種低電容變壓器設(shè)計(jì)特別適合汽車(chē)應(yīng)用中隔離偏置電源，可最大限度地減少高速開(kāi)關(guān)器件引起的EMI噪聲。軟開(kāi)關(guān)特性進(jìn)一步降低了EMI噪聲。

2. 高頻開(kāi)關(guān)優(yōu)勢(shì)

1.2MHz的最大開(kāi)關(guān)頻率顯著減小了變壓器尺寸和占板面積，降低了偏置電源的總成本。集成的SYNC功能允許系統(tǒng)偏置電源與外部時(shí)鐘信號(hào)同步，進(jìn)一步降低系統(tǒng)級(jí)噪聲。

3. 自適應(yīng)死區(qū)控制

器件自動(dòng)檢測(cè)死區(qū)時(shí)間，當(dāng)SW引腳電壓變化到距相反電源軌1V范圍內(nèi)時(shí)觸發(fā)開(kāi)關(guān)。OC/DT引腳電壓可編程設(shè)置最大死區(qū)時(shí)間(45-150ns)，確保即使未檢測(cè)到SW引腳電壓閾值交叉，功率級(jí)也能在最大死區(qū)時(shí)間結(jié)束時(shí)切換。

三、典型應(yīng)用場(chǎng)景

UCC25800-Q1特別適用于以下汽車(chē)和工業(yè)應(yīng)用：

• ?汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)?：牽引逆變器、電機(jī)控制、車(chē)載充電器(OBC)
• ?能源轉(zhuǎn)換?：DC/DC轉(zhuǎn)換器、EV充電站、DC快充站
• ?工業(yè)設(shè)備?：UPS、太陽(yáng)能逆變器、工業(yè)電機(jī)、電梯和自動(dòng)扶梯
• ?先進(jìn)半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)?：GaN、IGBT和SiC柵極變壓器偏置電源

四、保護(hù)功能詳解

器件提供全面的保護(hù)功能以滿(mǎn)足汽車(chē)可靠性要求：

1. 兩級(jí)過(guò)流保護(hù)(OCP)

• ?OCP1?：低邊MOSFET電流超過(guò)編程閾值(IOCP)持續(xù)2.1ms時(shí)觸發(fā)
• ?OCP2?：任意MOSFET電流超過(guò)5×IOCP持續(xù)100ns時(shí)觸發(fā)
• 軟啟動(dòng)期間OCP1禁用，OCP2閾值固定為5A最大值

2. 其他保護(hù)機(jī)制

• 輸入欠壓鎖定(UVLO)：8V(典型)開(kāi)啟，7.5V(典型)關(guān)閉
• 輸入過(guò)壓保護(hù)(OVP)：37V(典型)關(guān)斷，36V(典型)恢復(fù)
• 過(guò)熱關(guān)斷(TSD)：160°C(典型)觸發(fā)，20°C滯后
• 引腳故障保護(hù)：包括RT引腳短路/開(kāi)路、OC/DT引腳短路/開(kāi)路檢測(cè)

五、設(shè)計(jì)考量與建議

1. 布局指南

• 將VCC旁路電容盡可能靠近VCC和GND引腳放置，減小回路面積
• 熱焊盤(pán)應(yīng)通過(guò)多個(gè)過(guò)孔連接到GND平面以增強(qiáng)散熱
• 功率走線(xiàn)(如SW)與控制信號(hào)走線(xiàn)應(yīng)分開(kāi)布局

2. 關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置

• ?開(kāi)關(guān)頻率?：通過(guò)RT引腳電阻設(shè)置(10kΩ至100kΩ對(duì)應(yīng)100kHz至1.2MHz)
• ?OCP閾值?：通過(guò)OC/DT引腳上的戴維南電阻測(cè)量設(shè)置
• ?最大死區(qū)時(shí)間?：由OC/DT引腳電壓編程(3.9V對(duì)應(yīng)50ns，1.9V對(duì)應(yīng)150ns)

3. 同步操作建議

外部同步信號(hào)頻率應(yīng)為所需開(kāi)關(guān)頻率的2倍(±15%-30%)，最小高低脈沖寬度150ns。器件在1.5ms軟啟動(dòng)期間忽略同步信號(hào)，之后平滑過(guò)渡到外部時(shí)鐘。

六、性能參數(shù)

在VVCC=15V、RRT=開(kāi)路、CVREG=470nF、-40°C

• ?功率級(jí)效率?：集成低電阻開(kāi)關(guān)功率級(jí)(PMOS 0.75Ω典型，NMOS 0.5Ω典型)
• ?輸出功率?：24V輸入時(shí)6W設(shè)計(jì)，34V輸入時(shí)可達(dá)9W
• ?輸出調(diào)整率?：固定輸入電壓下，負(fù)載>10%時(shí)開(kāi)環(huán)控制保持±5%調(diào)整率
• ?啟動(dòng)特性?：1.5ms固定軟啟動(dòng)時(shí)間限制浪涌電流