UCC28780是一款高頻有源鉗位反激變換控制器，可用來設計高功率密度的AC-DC電源，符合嚴苛能耗標準，比如DoELevelVI和EUCoCV5Tier-2。

有用過此芯片的工程師也經常提問到，有沒有更快更好的方式調試和使用好該芯片呢？下面和小編一起認識下UCC28780吧！

UCC28780基礎認識

作為TIHVP系列里的新生代，UCC28780具有以下幾個優勢：

1.控制算法可編程，可以用來優化算法去驅動SiMOSFET和GaNFET。

2.可驅動GaNFET和driver集成器件，效率更高。

3.寬輸入范圍內通過自動調整技術，死區時間優化和可變開關頻率控制算法來實現ZVS(零電壓開關)。

4.基于輸入輸出變化，自適應多模式控制，降低可聽到的噪聲，提高效率。

5.高達1MHz的可變開關頻率使得外部無源器件尺寸更小，提高功率密度。

6.可用在機頂盒，筆記本，臺式機電源，USBPD，快充等。

7.與帶漏源電壓檢測功能的同步整流控制器共同工作，就能達到更高的轉換效率。

典型應用

芯片內部簡化框圖

UCC28780深入了解

■豐富、簡單的Pin腳定義和設置

UCC28780有16個pin腳，提供SOIC和WQFN兩種封裝形式供工程師選擇，設置了豐富而又簡單設置的Pin腳，來調節和優化有源鉗位反激方案的參數。

比如下面幾個Pin腳：

Bur：連接外部分壓電阻設置輕載下的burst模式下的電平，調節峰值電流

CS：低端FET電流檢測，檢測和控制每個周期的峰值電流

NTC：通過負溫度系數電阻，進行溫度檢查和保護

RTZ：連接外部電阻調節自適應的過渡到零延遲

SET：用來設置外部FET是GaN還是Si器件，控制器會選擇相應優化算法

SWS：通過network與SWNode相連來檢測FET上電壓從而達到ZVS控制

■多種運行模式，提高效率

在不同的輸入電壓和輸出功率下，內置四種運行模式來提高效率，降低損耗。

自適應幅度調制模：在重載下調初級整峰值電流；

自適應間歇振蕩模式：在中低負載范圍內調節每個脈沖群的脈沖數量；

低功率模式：降低脈沖群的兩個脈沖的初級峰值電流；

待機功率模式：在無負載時通過降低突發群的頻率降低系統損耗；

表一

整個負載范圍內的控制法則

UCC28780獨特的間歇振蕩模式控制在有源鉗位反激中提高了輕載時的效率，同時降低了常規間歇振蕩模式的缺點：輸出紋波和可聽噪聲。集成了保護特性來達到最大限度的可靠性，比如軟啟動，輸入電壓保護，過溫保護，輸出過壓保護，輸出過載保護，過流以及輸出短路等。

■帶自動調整的自適應ZVS(零電壓開關)控制

我們以下面的框圖來了解一下UCC28780的ZVS控制。

高電壓檢測網絡從開關節點電壓(Vsw)處給SWSpin腳提供電壓。

ZVS鑒別器識別是否達到了ZVS要求，判斷調整PWMH的導通時間(tDM),通過檢測Vsw電壓是否達到了預定的ZVS閾值(VTH(SWS))，圖中tz為目標零電壓轉換時間，由內置PWMHtoPWML死區時間優化器控制。

自適應ZVS控制框圖

虛線為當前開關周期波形，Vsw電壓值還沒有達到閾值ZVS閾值(VTH(SWS))，ZVS鑒別器發送一個調整信號增加tDM時間用在下一個開關周期，在圖中以實線表示。

磁化電流增加，使得下一個周期的Vsw比上一個周期的Vsw電壓更低，在同樣tz的時間下能夠達到ZVS閾值(VTH(SWS))。

這樣在一些開關周期后，tDM優化器將電路設置和鎖定到零電壓開關狀態。穩定后，對tDM進行微調，幅度為一個LSB（最低位），這么小的微調不會影響電路狀態。

如下圖所示，ZVS控制非?？?，在15個開關周期內既能將電路鎖定在ZVS狀態運行，ZVS調整環路鎖定和微調一個LSB。在ZVS鎖定前由于tDM時間不夠長，反向激勵電流IM-不足，UCC28780以谷底開通模式啟動。

自適應ZVS控制的自動調整過程

■死區時間優化

芯片控制兩個死區時間，不僅控制tz(上管關閉到下管導通)時間，同時控制tD(PWML-H)(下管關閉到上管導通)時間。

對于不同的FET器件（GaN和Si）控制算法不一樣。

通過對SETpin腳進行設定：

當VSET=0V時，ACF應用使用GaN功率FET器件(寄生參數較SiMOSFET小很多)，Vsw的壓擺率很高，所以固定增加一個40nS的延遲導通。

當VSET=5V時，ACF應用使用Si功率MOSFET，由于MOSFET寄生參數Coss會隨著MOSFET漏源電壓VDS反向非線性變化，Vsw電壓會有一個斜坡上升過程，所以控制器會對輔助繞組電壓進行過零檢測(ZCD)，在此基礎上增加50nS延遲再開通上管。

該控制算法對死區時間可逐周期調整，避免上管硬開通的同時，快速開通上管減少了上管的體二極管導通時間。

使用GaN和SiFET優化tD(PWML-H)控制

UCC28780實測性能

90V~264V通用電壓輸入，輸出20V,2.25A，使用GaNFET和同步整流UCC24612，使用該芯片進行有源鉗位反激(ACF)拓撲設計，測試結果如下：

滿載效率VS輸入電壓

效率VS負載

輸出紋波電壓(115V輸入、2.25A輸出)

紋波電壓(115V輸入、0.9A輸出)

負載瞬態相應（115V輸入，0A到2.25A負載切換）

在不同輸入電壓下滿載高達93%以上的效率，符合嚴苛的能源標準：DoELevelVI和EUCoCV5Tier-2等。紋波電壓滿載時低至30mV，0.9A負載時低至43.6mV，以及良好的負載瞬態相應。這些都說明了UCC28780在有源鉗位反激拓撲下優異的性能，值得大家重點關注。