安森美半导体16 W xDSL调制解调器AC-DC适配器参考设计

变压器设计

对于低功率应用而言，需要变压器尺寸尽可能地小；但是，随着变压器尺寸变小，磁芯的横截面积也会变小。这就需要更多的初级匝数来维持可接受的磁通量密度限制，并可能导致绕轴上聚集过多的匝数，从而抑制了初级和次级之间进行有效的绝缘。初级匝数太多也会增加初级泄漏电感，这还未提及通常绕组上会有的直流阻抗。本参考设计中采用了E25/10/6铁芯，并针对上述参数问题进行了较为令人满意的折衷。针对通用输入的变压器设计如图3所示。

还有一种专门针对230 Vac输入条件(欧洲)的设计，可以提供高一些的能效，并能够将持续功率输出增加至20 W(1.65 A)。无论是哪种设计，初级都分为两层，而次级和Vcc绕组夹在中间。这种配置的泄漏电感更低，并因此在MOSFET关闭时提供更低的电压尖锋。这种三绕组12 V次级适合于将绕组中的交流和直流损耗降到最低。确切的引脚输出将取决于具体布线，但磁芯选择、线束大小、电感值和匝数比应当适合恰当的操作。这种特别的反激变压器设计用于100 kHz不连续导电模式(DCM)工作，因此NCP1027的引脚2提供的斜坡补偿特性并非必需。



图3，针对通用输入条件(90-270 Vac)的变压器设计

测试结果

1) 工作效率。

120和230 Vac输入条件下25%、50%、75%和100%负载时的能效测试结果如表2所示。其中左表所示为采用RCD缓冲器电路的参考设计的能效数据，而右表为采用谐振缓冲器电路的参考设计相对略高的能效数据。值得一提的是，这两种情况下的平均能效都轻易地满足CEC和能源之星EPS规范(1.1版)对所属功率电平范围的要求。在230 Vac输入条件下，轻载时能效会略微降低，主要是因为在这种输入电平时MOSFET的开关损耗较高。



表2，安森美半导体16 W Modem AC-DC适配器参考设计的平均能效

2) 待机(空载)能耗

采用传统RCD缓冲器电路的参考设计的空载能耗为：

290 mW @ 120 Vac
210 mW @ 240 Vac

采用非耗散性谐振缓冲器电路的参考设计的空载能：

240 mW @ 120 Vac
200 mW @ 240 Vac

这些空载能耗数据不仅符合CEC和“能源之星”1.1版要求，更符合“能源之星”最新的2.0版要求。

总结

本文介绍了安森美半导体用于xDSL调制解调器AC-DC适配器的一种经过完备构建及测试的GreenPointTM解决方案。这电源参考设计旨在用于需要良好输出稳压的低高度离线应用。除了xDSL调制解调器，这参考设计还适合于功率介于10至20 W范围、需要单路输出电压的打印机、路由器、集线器和/或类似的消费类音视频产品应用。

这电源参考电源设计基于安森美半导体集成了700 V MOSFET的NCP1027单片控制器，构建了输出能力为12 V、1.3 A的电源，具有超过1.6 A的浪涌能力，符合“能源之星”等规范机构的工作能效和待机能耗要求，以及其它安全规范要求。值得一提的是，只需要对变压器砸数比和电压参考齐纳器件进行重新配置，这参考设计就能修改用于输出电压在几伏到高达28 V(或更高)、功率约为20 W的应用。