D1(min)=1-
(1)
2)确定调节常数K1R
能量存储电压的调节常数K1R由式(2)确定。
K1R=
(2)
式中:PWM导通参考是6.75V,PWM滞后为1.45V或3.2V,VREF=7.5V。因此可得
K1R=0.29(对应UCC28510/28511/28514/28515);
K1R=0.53(对应UCC28512/28513/28516/28517)。
3)最低能量存储电压VC1(min)
C1上的最低能量存储电压VC1(min)由K1R和正常状态下C1上的电压VC1(nom)决定。
VC1(min)=(1-K1R)·VC1(nom)(3)
4)编程PWM级开关频率fs(PWM)
用U1脚RT外部电阻R20设定fs(PWM)
R20=
(4)
推荐R20=45~500kΩ。
3.2.3 元器件的确定
1)功率级元器件
在图3所示的电路中,功率级元器件包括C1~C3、D1~D5、L1、R1、Q1、Q2和T1。因篇幅所限,PWM功率级元器件Q2、D4、D5、C2和变压器T1不在此讨论。在PFC级元器件C1、C3、D1~D3和Q1中,除C1因PFC/PWM同步化要求需要讨论外,其它元器件选择方法在固定频率PFC设计中都有介绍,故也不再涉及。
(1)升压电感器L1
PFC升压电感器L1可利用式(5)计算。
L1=
(5)
式中:TS(PFC)为开关周期;
PIN为输入功率;
KRF=ΔiL1(p-p)/iL1(max)=0.2~0.3,为纹波因数。
(2)电流传感电阻R2和PFC峰值电流限制编程电阻R17与R14PFC级电流感测电阻R2可由式(6)确定。
R2=
(6)
在式(6)中,R2操作动态范围VDYNAMIC围绕1V,iL1(max)=
PIN/VAC(min)。
UCC2851X脚PKLMT外部电阻分压器R7与R14用作编程过电流门限电压。R14可围绕10kΩ选择,R7与R14之间关系如下。
=
(7)
(3)电容器C1
PFC升压变换器输出电容器C1的选择必须保证要求的支持(hold-up)时间tHU,其容值由式(8)确定。
C1=
(8)
C1还必须能经受住有效值纹波电流IC1(rms)。
IC1(rms)取决于开关Q2的电流IQ2、占空比D2(nom)、VC1(nom)和VAC(min)。

(9)
IC1(rms)与IQ2之比率可以从UCC2851X的相关曲线上查出。
(4)PWM级电流感测电阻R5
UCC2851X脚8内部峰值电流限制比较器的输入门限电压VTH为1.3V,R5可按式(10)计算。
R5=VTH(1.3V)/iQ2(peak)(10)
2)PFC级控制元件
(1)乘法器动态范围设定
乘法器动态范围依赖于PFC/PWM组合控制器IAC、VAOUT和VFF脚上的电流或电压。这几个参数的限制条件如下:
0≤iIAC(t)≤500μA(11)
0≤VVOUT(t)≤5V
1.4V≤VVFF≤VREF-1.4V
相关元件的选择如表2所列。
表2 乘法器相关元件计算公式
(2)PFC电流环路控制元件
在U1的电流放大器输出(脚15)与电流放大器反相输入端(脚17)之间,在外部连接由C7和C6、R13组成的补偿网络。R13用作设定在交叉频率fCO(PFC)上补偿器增益,选择C6在交叉频率上设置一个零点,C7用作在开关频率 fS(PWM)的1/2处提供一个极点。这三个元件的计算公式如表3所列。
表3 PFC电流环路控制元件计算公式
3)PWM级控制元件
U1脚4外部电阻R16和R19,用作设定最大占空比DPWM(max),以防止变压器饱和。R16与R19之比由式(12)确定。
=
-1(12)
当脚4上电压为VDX时,最大占空比DPWM(max)可由式(13)计算。
DPWM(max)=(0.26-4.4×10-8fs)VDX+6.9×10-8fs-0.31(13)
当VDX=4.15V时,DPWM(max)=(75±5)%。它比PFC级最大占空比DPFC(max)〔95±5)%〕小一些。
4)元器件选择举例
对于图3所示的应用电路,若AC输入范围为85~265V,PFC级电路DC输出电压是400V,输出功率为100W,U1选用UCC28517(fPFC=1/2fPWM),VCC脚电源12V,PFC级和变压器初级PWM级电路主要元器件的选择如下:
(1)功率器件和磁性元件
Q1和Q2选用IRFP450型MOSFET,D1选用PB66全桥整流器,D2选用G1756二极管,D3选用HFA08TB60快速恢复二极管。升压电感器L1电感值为1.7mH,变压器T1选用PB2039。
(2)阻容元件
主要阻容元件数值如表4所列。
表4 阻容元件的选择

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