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美国国家半导体开关稳压调整器技术问答精选

时间:01-09 来源: 点击:

  问:在待机状态,能耗的降低会不会将系统稳定性降低?

  答:待机时有两种方法:1.高电压绕组降低到MCU低电压电源,系统进入突发模式,输出电压有更多波纹,但依然在反馈回路;至于某些临界的应用,线性调整器如7805适合这方面的应用,例如NCP1209或MC44608。2.对于NCP1200,它的输出波纹会很小,如2.5%,直接驱动MCU会很安全。我们确信,在待机时,上面的任一种方法依然在控制回路。

  问:一个系统要降低功耗,一般应该从哪几方面来入手解决呢?

  答:从系统的观点来看,不仅要谈到待机,效率是第一位的。我们首先要做的是要保证系统效率尽可能的高。为了达到这点,我们需要确定功率在什么地方损失掉,即是说,流过功率MOSFET的电流产生热量,场效应晶体管(FET)的Rds(on)决定了此时的损耗。类似这种考卷需要针对系统中每一个功率元件来进行。

  问:DVD可以提供何种芯片做到0.4W?我们的输出功率260瓦。

  答:NCP1200适合用在20-30WDVD播放机,达到0.4W。你的应用不仅仅是DVD播放机,应该是DVD+AMP(放大器)。我们有NCP1203(
140W)和其它器件一起用的解决方案。请电邮到:manson.chan@onsemi.com,以便更清楚你的想法。

  问:有些解决方案辅助绕组供电时需加稳压管,这样是不是过压保护功能实现不了?

  答:齐纳二极管加接在Vcc引脚,保护IC免受损害。如果需要过压保护,要增加更多的外接元件。请参阅我们的应用手册AND8069。

  问:采用安森美芯片的产品,在电磁兼容性方面应该做什么样的处理?

  答:从根本上来说,它应该根据通常的EMC来考虑整个电路,如PCB的布局,变压器的结构,线路输入滤波器,开关电源(SMPS)的工作模式,屏蔽等。我们的一些芯片能安全地工作在关键的部位,能消除许多EMC的问题。

  问:目前IC芯片的功耗在逐步降低,供电电压已降至1.5V,而传统5V供电芯片也在大量使用,这样在进行系统设计时,电源设计就是一个很大的问题。一个系统中,不同的芯片需要不同的工作电压,由此造成系统设计复杂化,各芯片接口部分产生诸多不确定错误,比如3V在5V芯片中会误认为低电平,如果加转换器件,又增加成本,请问如何解决系统设计中的此类问题?

  答:事实上,我们的IC能处理多个输出。例如,DVD播放器电源板之一有六个输出。每个都能调整,也有低电压和高电压在一起。最重要的是把设计电源作为一个系统而不是单独的输出来考虑。

  问:1.采用变压器次级绕组提供60V高压降低至5V时,待机功耗约多少?使用安森美1200P40,变压器次级绕组电压能否升高至80V?2.使用安森美1200P40能否配用4N60系列MOS管?

  答:是的。NCP1200至少有两种方法加电,一种是动态自供电(DSS),另一种是采用辅助绕组。它驱动4N60没有问题。

  问:Q1:待机功耗与电源功率以及频率有何关系?Q2:目前国际标准要求待机功耗是多少?现在实用电源的最低待机功耗是多少?Q3:国际上有那几种方法实现待机?哪种最先进?

  答:Q1:在开关电源,开关损耗扮演很重要的角色,降低开关频率能降低开关损耗。Q2:它取决于是什么产品和出货到什么地方。对于适配器,IEA建议为0.75W,美国总统布什要求是1W。安森美的产品能满足所有这些要求。Q3:有很多方法实现待机,安森美的解决方案已经证明是高成本效率的。 问:开关频率对降低损耗有多大影响?除降低开关频率外,可有其它措施?

  答:在在线座谈中,你能看到频率起到很重要的作用。还有其它方法来降低功耗。甚至流过光耦合器的电流也会影响到待机功耗。

  问:降低待机能耗的技术的关键是什么?能降低到什么程度?

  答:要降低待机功耗,必须要降低开关周期数,维持输出在调整状态。目前,对于70W通用电源,在负载条件下我们能降到低于0.1W。

  问:降低待机功耗,IC起到很重要作用。除此之外,它还和什么因素有关?比如变压器,阻容元件?

  答:良好控制的IC是解决方案的关键。但是如果没有良好的变压器和电容,你也不能做到。

  问:NCP系列好像对变压器特殊要求?如何设计辅助绕组?

  答:所有的开关电源在辅助绕组上的设计都是相同的,但是,NCP系列比以前的更容易,绝大多数来自DSS的本身电源功能中,而当负载很轻,或者,从重负载变到轻负载,占空比就降低,辅助绕组电压就下降,一些正常的PWMIC会关断。但是,NCP系列如NCP1200会改变到DSS模式,直接从电源线加电。要小心,不要超过数据表上的最大电压例如16V。此外,还要注意变压器绕组的耦合问题。

  问:待机功耗与电源的转换效率有什么联系?

  答: 一般来讲,满负载的有效电源更容易满足轻负载或小负载的待机功耗要求。但是,待机功耗的规范变得越来越严格。你要用特别的方案才能满足规范的待机功耗,例如安森美的开关控制器。

  问:采用准谐振,对电源的参数有何影响比如波纹系数等?

  答:准谐振(QR)模式是一种临界模式,负载的响应很快,这在开关电源(SMPS)中是最好的(和连续模式相比)。如果负载从最低(甚至于零)变到最大额定功率,系统会很适合使用。从另一方面,一些开关的噪音会高,因为在这种模式,峰值电流会更高。要注意PCB的布线和整流器部分。

  问:可变频率模式的频率如何变化?随负载的大小而变化吗?什么时候开始变化?

  答:开关频率取决于负载和准谐振或谷底开关模式的线路情况。负载增加,开关频率下降。线路电压增加,开关频率增加。安森美的器件采用特别的技术来中断这种现象,降低轻负载时的开关频率。

  问:如果有遥控电路要工作你们的IC提供多大的5V电流?还有现在功耗还能降到多少,对于电源自身功耗呢?谢谢!

  答:这取决于待机时的5V电流。通常,如果是红外(IR)遥控系统,MCU和IR传感器的电流将会是从10mA到30mA
。我们公司任一种IC都能提供这种电流。但是,如果你的电路是RF遥控器,以及有许多其它处理器不能进入待机状态如300mA,这将不可能有1W的待机功耗。合理的估计是输出功率除以3或2,就是你的开关电源待机功耗的极限。

  问:除了芯片以外,无源元件的选择对待机功耗的影响有多大?OnSemi对选择无源元件有何建议?

  答:这取决于不同的应用和工作模式。一般说来,在待机模式,高电压边对待机功耗有大的影响。这不仅需要控制器减小工作电流和漏电,而且还需要一些元件来进一步降低起动电路的电流。开关损耗是另一个问题。在这种情况下,你可选用一些低栅极电荷的MOSFET。对次级边,次级重新配置模式在多个输出状态下能节省更多的功率。但是,一些元件的工作速度是十分重要的,例如,采用此办法的MC44608,开关(可控硅器件:SCR)是重要的。

  问:准谐振的频率如何确定?介绍说,它能降低EMI,它的原理是什么?

  答:在我们的网站上有关于如何确定QR频率的应用手册。请键入NCP1205搜索。QR降低EMI,因为在最低的Vds开关MOSFET。开态时的电流尖峰是EMI的主要来源。QR能有效地降低电流尖峰。

  问:请问电源输入电压对待机功能耗有多大的影响?

  答:这又是待机功耗的一个很重要来源,输入电压越高,降低待机功耗就越困难。这就是说,采用110VAC和220VAC的国家,采用同样的开关电源(SMPS),前者的待机功耗较低。这主要是因为来自工作电流,阻尼电路和所有初级边元件的漏电……

  问:变压器的质量如漏磁,对待机功耗有何影响?

  答:是的。它们是待机功耗和正常电源效率的关键问题。尽你的所能来降低漏电感,而这同时也会增加系统可靠性。

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