UCC28C56EVM-066评估模块技术解析与应用实践

描述

Texas Instruments UCC28C56EVM-066评估模块用于评估EV和HEV汽车动力传动系的高效一次侧控制(带AUX绕组)反激式辅助电源。UCC28C56EVM-066设计具有15.2V(典型值)、40W输出,用于800V电池系统。

数据手册:*附件:Texas Instruments UCC28C56EVM-066评估模块数据手册.pdf

TI UCC28C56EVM-066评估模块在40 W至125 V输入电压范围内提供1000 V功率。精确输出电压与负载相关。例如,在40V至125V输入范围内,设计将提供20W功率。

UCC28C56EVM-066评估模块采用1700V碳化硅 (SiC) MOSFET,因此适合用于800V电池系统。

特性

  • 超宽输入电压范围:40V至1kV,输出:15.2V(典型值,40W时)
  • 一次侧控制(带AUX绕组)消除了对光耦合器和 [TL431]的需求
  • 符合汽车标准的控制器,设计用于驱动1700V SiC MOSFET
  • 微型、获得专利的HV启动电路
  • 高效率、高密度两层PCB设计

PCB前面布局

辅助电源

PCB背面布局

辅助电源

典型测试设置

辅助电源

UCC28C56EVM-066评估模块技术解析与应用实践

一、产品核心特性

UCC28C56EVM-066是德州仪器(TI)针对电动汽车/混合动力汽车(EV/HEV)动力系统开发的高密度辅助电源评估模块,采用原边控制反激拓扑结构,具有以下突出特性:

  • 宽输入电压范围‌:40V至1000V直流输入,特别适配800V电池系统
  • 高效率输出‌:在800V输入/2.7A负载条件下效率达86.1%
  • 紧凑型设计‌:50mm×86mm关键元件布局区域,四层PCB结构
  • 汽车级组件‌:采用AEC-Q101认证的1700V SiC MOSFET
  • 智能保护机制‌:集成过流、短路、过热等多重保护功能

二、关键电路设计解析

1. 电源架构设计

模块采用三级供电方案:

  1. 高压输入级‌:通过680pF Y电容检测线路噪声
  2. 控制电路级‌:UCC28C56H-Q1控制器提供PWM调制
  3. 输出级‌:15.2V/2.7A输出,采用200V Schottky整流二极管

创新设计亮点‌:

  • 原边控制技术省去光耦反馈
  • 4.7nF注入电容实现有源EMI滤波
  • 动态范围增强器(DRE)提升信噪比

2. 保护电路设计

  • 输入保护‌:160V TVS二极管阵列(型号SMCJ160AHE3)
  • 输出保护‌:集成输出短路自动恢复功能
  • 热管理‌:
    • TO-247封装的SiC MOSFET配5W散热器
    • 变压器在满负载时温升48.9°C(800V输入条件)

三、性能测试数据

1. 效率特性

测试条件效率值功率损耗
50V输入/1.3A负载87.4%2.8W
800V输入/2.7A负载86.1%5.7W
1000V输入/2.7A负载85.3%6.2W

2. 动态响应

  • 负载调整率‌:±3.5%(250mA-2.7A负载变化)
  • 线性调整率‌:±4%(50V-1000V输入变化)
  • 瞬态响应‌:25Hz负载阶跃(0.25A↔2.7A)恢复时间<500μs

四、典型应用指南

1. 电动汽车牵引逆变器

作为800V电池系统的辅助电源:

  1. 连接高压总线(J2端子)和负载(J4端子)
  2. 配置电子负载为恒流模式(0-2.7A)
  3. 启用DRE功能提升轻载效率
  4. 监测TP11(COMP)测试点优化环路响应

2. 工业高压电源

设计注意事项‌:

  • 输入侧必须使用1:1隔离变压器
  • 推荐π型滤波网络(C24-C39配合R18-R33)
  • 关键信号走线长度<5cm保持信号完整性
  • 高温环境需降低开关频率至35kHz以下
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