UCC24610EVM - 693 評(píng)估板：同步整流控制器二極管替換的實(shí)用指南

在電子電路設(shè)計(jì)中，同步整流技術(shù)在提升低功率電路效率方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。今天，我們就來(lái)深入探討德州儀器（Texas Instruments）的 UCC24610EVM - 693 二次側(cè)同步整流控制器二極管替換演示板。

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一、演示板概述

UCC24610EVM - 693 演示板主要用于評(píng)估在低功率 5V 輸出電路中，同步整流相較于肖特基二極管整流所帶來(lái)的效率提升。不過(guò)，系統(tǒng)輸出功率需限制在 10W 或更低（具體取決于所使用的 MOSFET）。該板僅用于演示目的，不保證熱性能，強(qiáng)制冷卻可能需要也可能不需要。需要注意的是，最大反向阻斷電壓（包括尖峰）必須小于 50V 峰值，且要替換的二極管陽(yáng)極必須連接到 GND，否則可能會(huì)造成損壞。

在電感電流不連續(xù)導(dǎo)通（DCM）的情況下，SR 控制器可自換向；而在電感中電流連續(xù)（CCM）的情況下，可使用 SYNC 輸入來(lái)避免功率級(jí)初級(jí)側(cè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí) SR - MOSFET 可能出現(xiàn)的反向?qū)ā?/p>

二、安裝步驟

（一）基本連接

安裝演示板時(shí)，首先要移除待仿真的二極管。將板的 VS 引腳連接到主電路的陽(yáng)極焊盤(pán)，VD 引腳連接到主電路的陰極焊盤(pán)，再用短導(dǎo)線(xiàn)將 VCC 端子連接到 5V 輸出。對(duì)于 DCM 應(yīng)用，這樣安裝就完成了。

（二）CCM 應(yīng)用的特殊處理

在 CCM 應(yīng)用中，需要將初級(jí)側(cè)衍生的信號(hào)耦合到 SYNC 端子。UCC24610 控制器需要一個(gè)以 VCC 為參考的負(fù)向 SYNC 信號(hào)來(lái)觸發(fā) SR - MOSFET 關(guān)斷。這可以通過(guò)在初級(jí)側(cè) MOSFET 漏極和 SR 控制器 SYNC 輸入之間連接一個(gè)低阻值電容來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)串聯(lián)一個(gè)電阻有助于降低 SYNC 路徑中的峰值電流，電流返回路徑可以通過(guò)現(xiàn)有的初級(jí)到次級(jí)雜散電容、EMI 抑制電容或?qū)Ｓ玫姆祷仉娙荨?/p>

（三）散熱處理

如果高功率應(yīng)用導(dǎo)致 SR - MOSFET 外殼溫度過(guò)高，用戶(hù)可以在演示板上安裝一個(gè)可選的 D - Pak SMT 散熱器，以提高板的散熱能力。此外，風(fēng)扇的強(qiáng)制氣流也有助于擴(kuò)展可評(píng)估的功率水平。

三、詳細(xì)安裝說(shuō)明

（一）預(yù)設(shè)參數(shù)

SR 演示板預(yù)先編程為 (T{ON} approx 1 mu s)（使用 66.5 kΩ 電阻）和 (T{OFF} approx 5.5 mu s)（使用 154 kΩ 電阻）。

（二）參數(shù)調(diào)整

用戶(hù)可按以下步驟為系統(tǒng)板調(diào)整 (T{ON}) 和 (T{OFF}) 電阻值：

1. 在最大負(fù)載、低線(xiàn)電壓條件下，觀察反激期間肖特基二極管導(dǎo)通時(shí)的振鈴，測(cè)量振鈴?fù)耆p所需的時(shí)間，將初始 (T{ON}) 電阻設(shè)置為使 (T{ON}) 時(shí)間等于完全衰減時(shí)間。
2. 在最大負(fù)載、高線(xiàn)電壓條件下，觀察反激期后肖特基二極管關(guān)斷時(shí)的諧振振鈴，測(cè)量該諧振振鈴的周期，將初始 (T{OFF}) 電阻設(shè)置為使 (T{OFF}) 時(shí)間等于諧振周期。

在演示板就位并觀察各種操作條件下的 SR 波形后，可以重新調(diào)整這些電阻以獲得最佳性能。具體的 (T{ON}) 和 (T{OFF}) 設(shè)計(jì)信息及電阻選擇可參考 UCC24610 數(shù)據(jù)手冊(cè)。

四、不同應(yīng)用場(chǎng)景

（一）DCM 應(yīng)用

對(duì)于 DCM 應(yīng)用，完成安裝后即可給系統(tǒng)板上電并評(píng)估其運(yùn)行情況。

（二）CCM 應(yīng)用

在 CCM 應(yīng)用中，從初級(jí)側(cè)前饋 SYNC 信號(hào)以關(guān)斷 SR - MOSFET 非常重要，這樣可以防止與初級(jí)側(cè) MOSFET 發(fā)生交叉導(dǎo)通。具體連接和電容選擇可參考 UCC24610 數(shù)據(jù)手冊(cè)。

五、材料清單

注：(1) 可添加可選散熱器，如 Aavid 573100D00000G；(2) MOSFET Q1 適用于約 10W 應(yīng)用；(3) R1、R2 和 R3 的值可根據(jù)用戶(hù)特定應(yīng)用進(jìn)行更改。

六、重要注意事項(xiàng)

（一）評(píng)估板使用限制

該評(píng)估板僅用于工程開(kāi)發(fā)、演示或評(píng)估目的，并非適合一般消費(fèi)者使用的成品。處理該產(chǎn)品的人員必須具備電子培訓(xùn)并遵守良好的工程實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)。

（二）電氣參數(shù)限制

要確保在 5V 輸入電壓范圍和 5V 輸出電壓范圍內(nèi)操作該 EVM，超出指定輸入范圍可能導(dǎo)致意外操作和/或?qū)?EVM 造成不可逆損壞；施加超出指定輸出范圍的負(fù)載可能導(dǎo)致意外操作和/或?qū)?EVM 造成永久性損壞。

（三）溫度注意

正常運(yùn)行期間，一些電路組件的外殼溫度可能超過(guò) 50°C。只要保持輸入和輸出范圍，EVM 設(shè)計(jì)為在某些組件高于 50°C 的情況下仍能正常運(yùn)行。在操作過(guò)程中，將測(cè)量探頭放置在這些設(shè)備附近時(shí)，要注意這些設(shè)備可能會(huì)很燙。

總之，UCC24610EVM - 693 演示板為電子工程師提供了一個(gè)評(píng)估同步整流技術(shù)的有效工具，但在使用過(guò)程中一定要嚴(yán)格遵循相關(guān)的安裝步驟和注意事項(xiàng)，以確保獲得準(zhǔn)確的評(píng)估結(jié)果和安全的操作體驗(yàn)。大家在實(shí)際使用中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)交流分享。