Texas Instruments UCC25800-Q1超低EMI變壓器驅動器集成了開關功率級、控制和保護電路，可簡化隔離式偏置電源設計。它支持設計采用具有較高漏電感的變壓器，但寄生一次至二次電容要小得多。這種低電容變壓器設計可將注入偏置變壓器的共模電流減少一個數量級。因此，該變壓器驅動器非常適合用于各種汽車應用中的隔離式偏置電源，可最大限度地降低由高速開關器件引起的EMI噪聲。軟開關特性進一步降低了EMI噪聲。

數據手冊：*附件：Texas Instruments UCC25800-Q1超低EMI變壓器驅動器數據手冊.pdf

該變壓器驅動器的可編程頻率范圍為100kHz至1.2MHz。這種高開關頻率可減小變壓器尺寸和占位面積，并可降低偏置電源的整體成本。集成的SYNC功能支持系統偏置電源與外部時鐘信號同步，從而進一步降低系統級噪聲。死區時間可自動調節，最大限度地降低導通損耗，并簡化設計。可編程的最大死區時間確保功率級設計的靈活性。

該變壓器驅動器集成了低電阻開關功率級，24V輸入時實現6W設計，34V輸入時高達9W。在固定輸入電壓下，開環控制還有助于輸出調節，在負載超過10%時保持±5%。可編程過流保護 (OCP) 可靈活地進行功率級設計，從而最大限度地減小變壓器尺寸。該器件具有可調節OCP、輸入OVP、TSD和引腳故障保護等特性，可確保穩健運行。固定1.5ms軟啟動周期可降低啟動和故障恢復時的浪涌電流。

該變壓器驅動器還設有專用的多功能引腳，用于外部禁用和故障代碼報告。一旦偏置電源處于保護模式，則故障代碼報告即發送故障代碼。Texas Instruments UCC25800-Q1變壓器驅動器采用8引腳DGN封裝，具有散熱焊盤，可提高其熱處理能力。

特性

• 開環LLC變壓器驅動器
• 超低EMI
• 電源電壓范圍：9V至34V
• 輸出功率：6W（24V輸入）
• 電阻器可編程開關頻率：100kHz至1.2MHz
• 與外部時鐘同步
• 可編程最大死區時間，具有自動死區時間調整功能
• 欠壓閉鎖
• 可調過流保護閾值
• 外部禁用功能
• 輸入過壓保護
• 過熱保護 (TSD)
• 故障代碼輸出，用于系統智能
• 提供閂鎖和故障自動重啟版本
• 8引腳DGN封裝，帶散熱焊盤

框圖

UCC25800-Q1超低EMI變壓器驅動器技術解析與應用指南

一、產品概述

Texas Instruments的UCC25800-Q1是一款專為汽車隔離式偏置電源設計的超低EMI變壓器驅動器，采用8引腳DGN封裝并集成熱墊，具有出色的熱管理能力。該器件集成功率開關級、控制電路和保護功能，簡化了隔離電源設計。其主要特點包括：

• 高效率半橋變壓器驅動架構
• 0.1MHz至1.2MHz可編程開關頻率
• 9V至34V寬輸入電壓范圍
• 自動死區時間調整與最大死區時間編程
• 外部時鐘同步功能降低系統噪聲
• 符合AEC-Q100汽車應用Grade 1認證(-40°C至+125°C)

二、關鍵技術創新

1. 超低EMI設計

UCC25800-Q1允許設計采用具有更高漏感但極低原邊-副邊寄生電容的變壓器，可將共模電流注入降低一個數量級。這種低電容變壓器設計特別適合汽車應用中隔離偏置電源，可最大限度地減少高速開關器件引起的EMI噪聲。軟開關特性進一步降低了EMI噪聲。

2. 高頻開關優勢

1.2MHz的最大開關頻率顯著減小了變壓器尺寸和占板面積，降低了偏置電源的總成本。集成的SYNC功能允許系統偏置電源與外部時鐘信號同步，進一步降低系統級噪聲。

3. 自適應死區控制

器件自動檢測死區時間，當SW引腳電壓變化到距相反電源軌1V范圍內時觸發開關。OC/DT引腳電壓可編程設置最大死區時間(45-150ns)，確保即使未檢測到SW引腳電壓閾值交叉，功率級也能在最大死區時間結束時切換。

三、典型應用場景

UCC25800-Q1特別適用于以下汽車和工業應用：

• ?汽車動力系統?：牽引逆變器、電機控制、車載充電器(OBC)
• ?能源轉換?：DC/DC轉換器、EV充電站、DC快充站
• ?工業設備?：UPS、太陽能逆變器、工業電機、電梯和自動扶梯
• ?先進半導體驅動?：GaN、IGBT和SiC柵極變壓器偏置電源

四、保護功能詳解

器件提供全面的保護功能以滿足汽車可靠性要求：

1. 兩級過流保護(OCP)

• ?OCP1?：低邊MOSFET電流超過編程閾值(IOCP)持續2.1ms時觸發
• ?OCP2?：任意MOSFET電流超過5×IOCP持續100ns時觸發
• 軟啟動期間OCP1禁用，OCP2閾值固定為5A最大值

2. 其他保護機制

• 輸入欠壓鎖定(UVLO)：8V(典型)開啟，7.5V(典型)關閉
• 輸入過壓保護(OVP)：37V(典型)關斷，36V(典型)恢復
• 過熱關斷(TSD)：160°C(典型)觸發，20°C滯后
• 引腳故障保護：包括RT引腳短路/開路、OC/DT引腳短路/開路檢測

五、設計考量與建議

1. 布局指南

• 將VCC旁路電容盡可能靠近VCC和GND引腳放置，減小回路面積
• 熱焊盤應通過多個過孔連接到GND平面以增強散熱
• 功率走線(如SW)與控制信號走線應分開布局

2. 關鍵參數設置

• ?開關頻率?：通過RT引腳電阻設置(10kΩ至100kΩ對應100kHz至1.2MHz)
• ?OCP閾值?：通過OC/DT引腳上的戴維南電阻測量設置
• ?最大死區時間?：由OC/DT引腳電壓編程(3.9V對應50ns，1.9V對應150ns)

3. 同步操作建議

外部同步信號頻率應為所需開關頻率的2倍(±15%-30%)，最小高低脈沖寬度150ns。器件在1.5ms軟啟動期間忽略同步信號，之后平滑過渡到外部時鐘。

六、性能參數

在VVCC=15V、RRT=開路、CVREG=470nF、-40°C

• ?功率級效率?：集成低電阻開關功率級(PMOS 0.75Ω典型，NMOS 0.5Ω典型)
• ?輸出功率?：24V輸入時6W設計，34V輸入時可達9W
• ?輸出調整率?：固定輸入電壓下，負載>10%時開環控制保持±5%調整率
• ?啟動特性?：1.5ms固定軟啟動時間限制浪涌電流