UCC2305分析報告一?UCC2305的原理分析1．電路框圖10VJOaclllalor10VVOUTSENSE100kBS5B-15QOUT7BI1DividerI^EJNSEIN^3COMP2B2.5V—14NOTONasmv—250nA&BV—110isetWARMUPVR?f*r?n&eGVREF2.5VUDG--=4D91-1MatterBlas■I—IFromLimiterG?ln-1.931~I?Pow^r100kHzid10VJOaclllalor10VVOUTSENSE100kBS5B-15QOUT7BI1DividerI^EJNSEIN^3COMP2B2.5V—14NOTONasmv—250nA&BV—110isetWARMUPVR?f*r?n&eGVREF2.5VUDG--=4D91-1MatterBlas■I—IFromLimiterG?ln-1.931~I?Pow^r100kHzid39nAkIJUnAtjacmnA佰bnA6QkHz)_>IWAHMUPCPi]-TJqout1Q|PWMOUTBOOST|1B| _CSC——2CHVPAU&E?'密匸Sn丄片' PUMPOUTQ儷H2340Hz._-151 !AFLTC————I60nA(pLMD ISENSE 薊I5DM0g^5LOPEC|g| - 1I?--一申FLTCurrent*5—[i]BYPASSSinks'|申LPOWERI2?供電原理普通的功率開關(guān)MOSFET管的柵驅(qū)動電壓至少要達(dá)到8V,以保證高的導(dǎo)通效率和低的導(dǎo)通電阻。盡管這樣UCC2305的供電電壓低至5V時，通過內(nèi)部的電荷泵升壓電路就可以驅(qū)動功率MOSFET管。UCC2305內(nèi)置有電荷泵升壓電路。腳OSC外接的電容和ISET外接的電阻可以提供產(chǎn)生—定的工作頻率。把工作頻率經(jīng)過一個低電平觸發(fā)的T觸發(fā)器就可以在PUMPOUT腳得到一個交流信號。把這個交流信號和外部的二極管當(dāng)作開關(guān)器件，通過電壓倍壓器，在腳BOOST可得到一個10V的電壓，為UCC2305中的很多功能供電。3．恒功率輸出UCC2305主要是保證穩(wěn)態(tài)時恒功率輸出。穩(wěn)定工作時HID燈的功率應(yīng)該基本恒定，太高的功率會損壞燈管，縮短燈管使用壽命。過低的功率會降低亮度。UCC2305通過引腳PWMOUT的輸出來滿足恒功率的要求。引腳PWMOUT的輸出是通過一個多輸入觸發(fā)器來控制。當(dāng)燈功率高時，那么降低PWMOUT的頻率，當(dāng)燈功率低時,則加大PWMOUT的頻率。以此來保證燈的恒功率。UCC2305的引腳LOADISENSEIN腳內(nèi)部的功率調(diào)整放大器（引腳LPOWER為其輸出）和引腳FB內(nèi)部的誤差放大器（引腳COMP為為其輸出），在內(nèi)部連接PWM比較器，組成功率調(diào)節(jié)環(huán)路。在UCC2305中HID燈功率的調(diào)節(jié)主要是把實際的功率和燈的功率進(jìn)行比較，來調(diào)節(jié)PWMOUT的輸出頻率，進(jìn)而調(diào)節(jié)燈的功率。UCC2305的輸入電流由ISENSEIN外接的采樣電阻來獲得。實際燈電流通過LOADISENSEIN檢測。VOUTSENSE通過一個120：1的電阻分壓器來檢測燈的工作電壓。把燈的電流和電壓進(jìn)行乘法運算，在LPOWER產(chǎn)生一個大致比例于燈功率的輸出信號。將這個信號產(chǎn)生的輸出電流和ISENSEIN檢測的輸入電流通過PWM比較，如果這個輸出電流比輸入電流大（電流的比較最終通過電壓的比較完成），說明此時燈的功率比較大，那么通過R端重設(shè)PWMOUT的占空比，來降低燈的功率。反之類似。4?可驅(qū)動DCHID燈和ACHID燈DCHID燈電流從陽極流向陰極。在長期應(yīng)用中，陰極材料不斷遷移，則使用壽命就縮短。ACHID燈在交變電流下運行，兩個電極溫度幾乎沒有差別，電極材料遷移影響較小，那么就可以延長燈的使用壽命。而UCC2305不僅可以用來控制DCHID燈，還可以用來控制ACHID燈。UCC2305的腳PWMOUT可以直接用來控制和驅(qū)動DCHID燈，腳QOUT和腳?QOUT可以用來控制和驅(qū)動ACHID燈。腳PWMOUT的脈沖信號用于驅(qū)動外接功率開關(guān)MOSFET管，其頻率通過內(nèi)置振蕩器和多輸入端的RS觸發(fā)器控制（典型值為100kHz）.UCC2305內(nèi)置分頻器將單端驅(qū)動的頻率（一般取100kHz）除以512,得到195Hz的低頻，供給腳QOUT和腳?QOUT。如果腳QOUT和腳?QOUT的頻率過高，可能會發(fā)生聲共振，甚至燒毀燈；頻率過低，燈容易閃爍。所以需要通過分頻器把其頻率降下來。一般設(shè)計中把燈的工作頻率設(shè)置在100?400Hz之間。5．內(nèi)置溫度補償U(kuò)CC2305內(nèi)部含有復(fù)雜的電路來預(yù)測燈溫、補償燈溫，當(dāng)燈處于冷態(tài)時，給燈較高的功率，當(dāng)燈溫升高時減少功率到一般的水平。這個功能的實現(xiàn)是在開燈時，通過檢測連接于腳SLOPEC和腳WARMUPC上的電容CS和CW上的充電電壓，預(yù)測燈溫，關(guān)燈時，這兩個電容以一個可控制的速度放電，放電電流通過UCC2305內(nèi)的電流源所設(shè)定?？刂七@些電容放電的能量來自于連接到BYPASS的一個電容存儲的能量。CS及CW必須是精密薄膜電容，與燈的“時間－溫度”關(guān)系相匹配。當(dāng)燈啟動時，因為CS和CW電壓較低（對應(yīng)燈的溫度較低），則CS上的電壓和燈的電流通過類似乘法運算得到燈的比例功率，再經(jīng)過類似除法運算得到的電流和ISENSEIN端的輸入電流進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)這個電流遠(yuǎn)小于輸入電流，則加快PWMOUT的輸出，使燈快速點亮。同樣把WARMUPC上的電容CW的電壓通過緩沖器得到的電壓經(jīng)過兩個比較器把觸發(fā)器的R端置為低電平，使PWMOUT的輸出頻率加快。當(dāng)燈溫升高時，通過運算加寬觸發(fā)器的R的高電平，減小PWMOUT輸出的頻率，來減少功率到一般的水平來補償燈溫。當(dāng)燈關(guān)閉時，CS和CW進(jìn)行放電，直至放電為0。但在燈未完全冷卻的時再次開燈時，燈

可以根據(jù)放電的時間來估算出燈現(xiàn)在的溫度，進(jìn)行上述的過程。需要注意的是，因為燈在熱態(tài)（燈在運行中熄滅，燈尚未完全冷卻下重新開啟）時所需要的觸發(fā)電壓比在冷態(tài)（環(huán)境溫度下）需要的觸發(fā)電壓大的多，所以熱態(tài)時需要更大的PWMOUT輸出。這時必須估算出燈的溫度，給燈提供更大的功率。6．過壓保護(hù)電路（1） 電池過壓保護(hù)在汽車啟動工作情況下會發(fā)生過電壓的情況，所以需要過壓保護(hù)。主要通過腳BAT完成。腳BAT在外部電路接入一個電阻分壓器，當(dāng)BAT達(dá)到5V時，通過一個比較器的輸出信號來終止其內(nèi)部的PWM發(fā)生器的工作。典型使用方法是在電池供電端加一個由270kQ和100kQ電阻組成的分壓電路，這樣由這兩個電阻分壓器設(shè)定的UCC2305關(guān)斷電壓大約為18.5V（2） 燈過壓保護(hù)引腳VOUTSENSE通過一個120：1的電阻分壓器來檢測燈的工作電壓。HID燈正常工作時，其兩端的電壓為60V?110V。燈的點火電壓為300V以上，一般不超過600V。如果燈電壓低于10V表明燈出現(xiàn)短路故障。如果引腳VOUTSENSE的電壓達(dá)到5V,相應(yīng)的燈上電壓達(dá)為600V,則UCC2305通過內(nèi)部的一個比較器電路的輸出信號來終止其內(nèi)部的PWM發(fā)生器的工作。二.UCC2305應(yīng)用電路原理1?反激式HID電子鎮(zhèn)流器電路圖CObFOiHpuLUCC33QS^SOUTiaoresE-YFAEtFLTCIasi〒H!--ClTCObFOiHpuLUCC33QS^SOUTiaoresE-YFAEtFLTCIasi〒H!--ClTCFrCWPWM PWMDmparftlwLvtohAEUWARMUPCiLpvM1ari12．工作原理UCC2305主要電源由引腳VCC提供，該引腳上的電壓被外部齊納二極管鉗位在6.8V,穩(wěn)壓管可以對電路進(jìn)行過壓及反向保護(hù)。PUMPOUT輸出的是一個方波信號，擺幅從地到VCC，開關(guān)頻率為50kHz。當(dāng)PUMPOUT輸出為低電平時，VCC向與PUMPOUT相連的電容進(jìn)行充電，當(dāng)PUMPOUT輸出為高電平時，電容則向腳BOOST進(jìn)行放電。反復(fù)上述過程，BOOST腳電壓很快上升。由于內(nèi)部電路中PUMPOUT腳和BOOST腳接一個比較器，當(dāng)BOOST腳電壓達(dá)到10V時，PUMPOUT就停止輸出方波，所以BOOST腳的電壓被穩(wěn)定在10V。電池通過一個濾波電路接到變壓器的主線圈上。PWMOUT腳的輸出接一個反激式變換器，所謂反激，是指在MOSFET管導(dǎo)通時，在初級電感線圈中儲存能量，當(dāng)MOSFET管截止時，初級線圈中儲存能量在通過次線圈釋放給負(fù)載。所以當(dāng)PWMOUT輸出高電平時，開關(guān)MOSFET管導(dǎo)通，輸入電壓被施加到高頻變壓器的初級繞組上。由于變壓器的次級的整流二極管反接，因此次級繞組沒有電流流過。當(dāng)MOSFET管截止時，繞組上的電壓極性顛倒，二極管正偏，導(dǎo)通期間儲存在中的能量便通過負(fù)載釋放出來，為HID燈提供直流電壓。功率MOSFET管的源極電阻用做檢測輸入電流，并將檢測信號輸入ISENSEIN。輸入電壓由270kQ和100kQ組成的分壓器檢測，只要BAT的電壓超過5V,電路則關(guān)閉其PWM輸出，使MOSFET管截止。LOADISENSE與地之間的電阻是輸出電流檢測腳。UCC2305的引腳LOADISENSEIN腳內(nèi)部的功率調(diào)整放大器（引腳LPOWER為其輸出）和引腳FB內(nèi)部的誤差放大器（引腳COMP為為其輸出），在內(nèi)部連接PWM比較器，組成功率調(diào)節(jié)環(huán)路。與VOUTSENSE腳相連的兩個電阻形成電阻分壓器，用來檢測燈的電壓。VOUTSENSE腳的電壓為燈電壓的1/120。ISET腳用來設(shè)置UCC2305的偏置電流，同時和OSC腳上的電容，一起設(shè)置振蕩器的頻率。在正常工作時，F(xiàn)LTC腳的外部電容通過內(nèi)部電流源放電至0V。如果燈開路，短路或停止工作，在VOUTSENSE腳上的燈檢測電壓會超過83mV—2V的范圍。這時，IC內(nèi)部的電流源將以250nA的電流對這個電容充電。如果FLTC腳上的電壓超過5V，IC將關(guān)閉。如果FLTC腳上的電壓在達(dá)到5V之前故障被清除，電容將放電至0V。UCC2305的腳SLOPEC上的電容CS和腳WARMUPC上的電容CW,通過充電和放電來預(yù)測燈溫度，并對其提供補償。當(dāng)燈在“冷態(tài)”時，用較高的功率驅(qū)動；當(dāng)燈已經(jīng)加熱時，則將燈驅(qū)動功率減少到正常工作狀態(tài)。電容CS和CW用做設(shè)置上述過程的時間常數(shù)。電容CW上的電壓可以改變功率調(diào)整點和燈短路電流。燈冷/熱，短路電流之比則有UCC2305的引腳ADJ上的外接電阻設(shè)定。當(dāng)VCC電源或燈被關(guān)斷時，CS和CW必須在被控制的速率上放電，放電電流由內(nèi)部的電流源設(shè)定。在鎮(zhèn)流器接通后，UCC2305上的BYPASS腳上的電容充電，當(dāng)鎮(zhèn)流器關(guān)斷時，電容上儲存的能量控制CS和CW的放電速度。UCC2305的引腳WARMUPC上的電壓用來調(diào)整通過腳FB進(jìn)入內(nèi)部誤差器的信號，但由于引腳WARMUPC上的阻抗太高，經(jīng)過內(nèi)部緩沖器的處理后從WARMUPV腳輸出，并通過外部電阻組成的的分壓器送到FB腳。腳QOUT和腳?QOUT用來驅(qū)動全橋輸出極，腳QOUT和腳?QOUT的信號可以直接與低端MOSFET管相連，通過電平位移電路與高端MOSFET管相連。正常工作時，MOSFET管交替導(dǎo)通，為HID燈提供交流信號。

三．有特點的功能模塊1．限幅電路(1)輸出限制在5VM538和M539組成差分輸入極,其漏極電流由M530和M531提供,M540作為其負(fù)載。M532作為差分的輸出端，R46為輸出的反饋電阻。隨著Vin上升，Vout跟著上升。M544和M543組成比較器的差分輸入端，因為M544的電壓固定在5V,所以Vout的電壓最大值被限制在5V，不再隨著Vin的上升而上升。nmos4l=4u(2)輸出限制在0.5V和0.82V之間原理同上電路。區(qū)別在于有兩個比較器來限制電壓。2?T觸發(fā)器門極圖如下：所以說只有當(dāng)Vin輸入為低電平時，Vout的輸出才會翻轉(zhuǎn)。所以是下降沿觸發(fā)的所以說只有當(dāng)Vin輸入為低電平時，Vout的輸出才會翻轉(zhuǎn)。所以是下降沿觸發(fā)的T觸 1llQ. <Ld\i!z.Ld鐘控反相器的真值表是發(fā)器，而且Vout的頻率為Vin頻率的1/2,如果把7個這樣的T觸發(fā)器串聯(lián)就構(gòu)成電路中的7比特分頻器，而且輸出頻率為原來的1/27即1/512。2．5VREF基準(zhǔn)源此電路與一般的基準(zhǔn)源不同的是有啟動電路，為M3和M4的提供合適的電壓，使其導(dǎo)通。Q4Q5D64R3R4組成的能隙基準(zhǔn)源的輸出電壓應(yīng)為1.25V,由于R1的阻值是R2的三倍，所以輸出5V的基準(zhǔn)電壓。M8此電路與一般的基準(zhǔn)源不同的是有啟動電路，為M3和M4的提供合適的電壓，使其導(dǎo)通。Q4Q5D64R3R4組成的能隙基準(zhǔn)源的輸出電壓應(yīng)為1.25V,由于R1的阻值是R2的三倍，所以輸出5V的基準(zhǔn)電壓。M88prr>os4-ll=_7uW=15ljl=10U1W=2Ocjmos4-l=7u15u1A0.5*rlR0210upmos-+―I=10unw=^0jpmos-4W=4u1^*rlR3r=74/3*rlR2F?4pmos-*l=N4iSVREF5VREKr=74*rlR1