高效94.5%的500W蓄电池充电器方案，采用TI UCC28064A-电路设计

简介：
本方案介绍了一款高效的500W蓄电池充电器，转换效率高达94.5%，采用德州仪器UCC28064A芯片进行电路设计，旨在提供高性能、高可靠性的充电解决方案。 本段落介绍的是一款紧凑型且高效率的24V直流、500W电池充电器参考设计。它属于工业用AC/DC电源解决方案，在85至265伏特的工作电压范围内可以持续满载工作，输出电压范围为7.5-500瓦或5-56伏特。 此方案不仅适用于电池充电器，同样也适用于各种工业应用场合如过程控制、数据记录、机械控制、仪表及工厂自动化和安全系统。这些应用场景通常需要电源具备对流冷却能力，并能在短时间内实现输出负载的迅速增加以及功率提升的功能特点。 该设计采用了一个基于TI UCC28064A的交错双相转换模式（TM）功率因数校正（PFC）前端，这有助于减小PFC电感器尺寸并降低EMI滤波器的需求。直流/直流电源部分则通过HB-LLC级实现，并使用了TI公司的UCC256301器件来优化性能。 为了提高效率，在次级侧采用UCC24612实现了同步整流。其中，TI UCC28064A是一个两相交错式临界导通模式（CrCM）PFC转换器，输入工作电压范围为85至265伏特交流电，并产生出400V直流总线电压；第二阶段则由隔离式的半桥LLC级组成，能够生成24V、20A的标称输出。 该方案在从半载到满载的工作状态下，在整个工作电压范围和宽负载变化范围内均能保持高效率。它的尺寸仅为155×125毫米，并能够在85至265伏特交流电的所有输入工作电压下提供连续480W的功率输出，对于230VAC标称操作时其效率大于94.5%，而在115VAC条件下则达到92%。此外，该方案还可以通过并联连接来支持更高功率的应用。 核心技术优势包括：满载条件下的总体效率高达94.5%，峰值效率超过95%，待机功耗小于200毫瓦；在330W的工作负载下无需强制冷却即可运行；符合传导发射标准（EN55011 B类）的要求；功率因数达到或高于0.99，满足PFC规范及IEC 61000-3-2 A类电流THD规定。 LLC控制器具有ZSC回避功能和OVP感应能力以增强可靠性，并能够对过流、短路以及过压状况进行保护；CrCM PFC则具备减少MOSFET上的匝数损耗及消除升压二极管反向恢复损失的优点。通过交错两个CrCM功率级，有效输入纹波电流得到降低并有助于最小化EMI滤波器需求。 HB-LLC电源部分通过控制UCC256301谐振控制器的先进技术实现了增加带宽的电流模式控制功能，从而减少了输出电容上所需的AC纹波抑制。