实现低于/高于75W应用的绿色适配器解决方案

时间：12-01 来源：EDN 点击：

表2：NCP1380谷底开关控制器的工作能效及待机能耗(a、工作能效；b、轻载及空载能耗)。

综上所述，可以采用安森美半导体支持轻载时频率反走的两系列新控制器，来满足并超越"能源之星"等适配器的87%最低工作能效要求，而且即便在有启动电阻的情况下，仍然能够实现规范所要求的低于0.3W的空载能耗。

功率高于75W的适配器特性及控制器解决方案

对于功率大于75W的适配器而言，以笔记本应用为例，常见额定功率包括75W、90W和120W等，其中以用于90W平台的批量最大，所以我们将重点围绕90W应用来探讨。

如前所述，一旦功率大于75W，除了满足上述工作能效及空载能耗要求外，电路中还面临着加入PFC的要求，这在改善功率因数、使电网电能得到更高效利用的同时，也会使得电路结构更为复杂。在这类应用中，传统电源架构是PFC+PWM的两段式架构，即在非连续导电模式(DCM)或临界导电模式(CrM)段后跟随着准谐振反激段，每个段都使用一个控制器，如图2(a)所示。

与这种两段式架构不同，近年来涌现出一种新颖的单段式PFC架构，如安森美半导体新推的一款组合控制器NCP1901。它在单颗IC中结合了CrM PFC和半桥谐振转换段，能够提供实现高能效、小外形因数笔记本适配器所需的全部功能，如图2(b)所示。这种架构使用的元器件数量更少，为两段式架构提供了良好的替代选择。

NCP1901半桥谐振段工作在固定的频率和占空比，从而降低开关损耗。这器件通过调制半桥电源段实现稳压，而其在初级端的稳压消除了反馈环路，简化了电路。安森美半导体并基于NCP1901推出新的90W笔记本适配器参考设计，如图3所示。这参考设计在115 Vac和230 Vac输入条件下测得的工作能效分别为8?.4%和90.9%，115 Vac条件下的空载能耗为420 mW，且符合IEC61000-3-2要求的EPA 2.0规范对功率因数的要求(即115 Vac条件下功率因数不低于0.9)，以及EPA 2.0对工作能效的要求。

图2：传统两段式架构(a)与新颖的单段式架构(b)对比。
　
值得一提的是，这高能效90W笔记本适配器参考设计可以采用极小的散热片，且高底很低，可用于实现外形因数更小的适配器解决方案。

图3：安森美半导体基于NCP1901组合控制器的90W笔记本适配器参考设计。

总结：

最新实现的"能源之星"外部电源规范对电源适配器的工作能效、空载能耗等提出了更高的要求。本文分别基于低于75W应用及高于75W需要PFC的应用，分析了电源控制器实现这些规范所需要具备的特性，特别是采用安森美半导体NCP1237/38/87/88系列固定频率控制器、NCP1379/80系列谷底开关控制器和NCP1901组合式控制器所能实现的工作能效提升、轻载及空载能耗降低效果，并提供相关的测试数据予以佐证。客户采用安森美半导体的这些器件及相关GreenPoint参考设计，能够满足最新规范要求，缩短产品开发周期，并加快上市进程。

编辑：博子

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