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电源适配器中安森美半导体超低待机能耗方案

时间:12-19 来源:电子产品世界 点击:

闭模式期间驱动光耦来下拉初级端控制器的FB引脚。NCP1246/7/8初级端控制器与NCP4353/4次级端控制器结合在一起使用,可提供低于16 mW的空载输入能耗,用于笔记本电脑适配器及其他外部电源适配器等应用。

峰值功率扩充电流模式PWM控制器的特性及应用

带峰值功率扩充的电流模式PWM控制器是安森美半导体新推出的几款产品,包括NCP1254、NCP1255和NCP1249。NCP1254是无高压版本,具有频率抖动、峰值功率扩充、频率反走、双OCP、固定故障定时器、内部OPC、通过Vcc或闩锁引脚提供OVP、双Vcc 待机期间断续模式等功能;NCP1255是基于NCP1254的版本,功能包括可调节故障定时器、输入欠压(BO)检测、待机能耗< 30 mW;NCP1249则是NCP1255的高压版本,功能包括有源X2电容放电、待机能耗< 10 mW。

NCP1254/55/49无需使用大型变压器即可实现峰值功率能力,改进了轻载能效和保护能力,其峰值功率扩充是这样实现的:当反馈(FB)电压大于3.2 V时,开关频率线性增加;当反馈电压 FB=4.0 V,开关频率增加为原来频率的2倍,峰值电流设定值保持不变,见图4。这种方式允许不用增大变压器的规格就能输出更大的功率。

这些器件的峰值功率持续时间均由过载定时器决定,峰值功率持续时间可达0.2秒;根据FB电压,过载定时器有2种工作方式;当检测到输出短路时,定时器时间缩小4倍。

以下以NCP1249峰值功率扩充高压启动定频控制器为例,介绍这些器件的一些重要功能。NCP1249是专为需要<10mW空载功耗的应用开发的产品。为了实现输入欠压保护功能,IC内部集成的输入欠压检测电路采用高阻值电阻分压(图5),可减小功率损耗;对噪声电压和PCB的泄漏电流有更高的抗干扰性。

该器件的X2电容有源放电是通过IC的X2检测引脚和外置的充放电电路协同检测交流输入线掉电,并通过检测X2定时器关断模式实现的,可有效降低IC的功率消耗。图6中蓝色部分的为避免AC掉电误触发,检测电路采用的100 ms延时电路;绿色是X2电容由高压启动电流源放电的部分。

NCP1249 A/B 版本的关断模式单独采用一个REM引脚,用户可以控制REM引脚电压,当VREM >VREM_off,IC 就进入超低功率消耗的睡眠模式;当VREM < VREM_off时,NCP1249恢复正常工作。推荐次级采用NCP4355来控制初级NCP1249的FB电压和关闭模式,见图7。

C/D 版本则是REM 引脚与FB 共用一个引脚.。当VFB/REM < 400 mV,激活关闭模式;反馈和关闭模式的控制只需要1个光耦;在关断模式下,由于光耦偏置电流的消耗,NCP1249C/D的功率消耗大于NCP1249A/B;推荐次级使用NCP4353/4来控制NCP1249C/D的反馈和关闭模式,见图8。

安森美半导体的演示板能效显示,NCP1249平均能效大于 90%,峰值功率扩充表现十分令人满意,在过载区域35 W持续时间为100 ms;短路区域41 W持续时间为<50 ms。

总结

NCP124x及NCP4353/4是用于适配器的配套器件,前者集成了带X电容放电和输入欠压保护功能的高压启动电路,实现频率抖动、无损过功率补偿、轻载时频率反走、跳周期及休眠模式等功能。配合NCP4354使用可为AC-DC电源适配器提供极低的空载待机能耗,轻松满足“能源之星”标准的要求。NCP1254/55/49则是带峰值功率扩充的电流模式PWM控制器,适用于打印机电源、AC-DC适配器以及游戏主机适配器; 而NCP1240是针对用于英特尔Haswell CPU电脑的适配器同样它们都提供超低空载待机能耗。

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