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基于onsemi NCP1568 适配器方案

作者:时间:2023-04-14来源:大大通收藏

如何设计出体积又小,充电速度又快的适配器?那就必须从功率密度和开关频率上去下手,在这两个参数上尽可能地做到更高。频率的高低将影响到变压器的大小,如下图所示,以一个60W的 USB PD设计来看,采用更高频率和功率密度器件的RM8 LP变压器的尺寸仅为RM10变压器的1/3。

本文引用地址:http://www.amcfsurvey.com/article/202304/445605.htm

传统的反激拓扑架构的开关内有变压器和MOSFET,开关的时候会产生振铃,振铃将引起振铃回路的损耗,造成器件发热和降低效率。振铃同时还会产生很多高频EMI。想要把这些高频EMI吸收掉,就需要周围有振铃电路来吸收,这样就造成了电能的损耗。相应的,如果需要电源的设计体积越小,那么开关频率就要越高,这样就会带来更多损耗。

而有源钳位反击拓扑中,会多增加一个MOSFET,多增加一个电容,但同样有吸收能量的地方。当MOSFET关闭的时候,全部的能量都可以送到电容中存储起来,可以重新利用。每一个开关都是零电压开关,因此并没有损耗。在关掉的时候,也可以将会产生EMI损耗的能量全部重新利用。有源钳位拓扑结构这样既实现了高频,又能保证低EMI。

ON推出的属于有源钳位反激控制器,它具有诸多特点。首先就是控制模式方面,具备自适应零电压开关,随着输出电压频率发生变动。因为在未来USB PD的使用场景中,因为接口的统一,同一个适配器可能既要给大功率的电脑充电,又要给低功耗的手机充电,所以就要保证其适配器在宽功率范围内,都能保证非常高效的能量转换。内通过对负载点的开关优化,减少开关的开通损耗;而且还集成自适应的死区时间,能够将一个开关操作做的非常完美。

另外,NCP1568还有一个导入模式。有源钳位不能从零负载到满负载都是ACF状态,需要找到一个点,能够实现IC自动切换从ACF到非连续导电模式(DCM),这时电源可以将轻载和待机再热化。因为内嵌启动部分,又有输入的欠压保护,又可以将ACF模式频率反走,所以NCP1568的待机功率可以做到小于30mW。

►场景应用图

►产品实体图

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势

1.控制模式

 . 自适应零电压开关(ZVS)频率调制支持可变的Vout

 . 集成的自适应死区时间

 . 峰值电流模式控制 2. 非连续导通模式(DCM)及轻载模式:

 . 可选过度至DCM模式

 . 频率返走,最小31KHz的频率钳位

 . 静音跳跃消除可闻噪声

 . 待机功耗<30Mw 3. 高压(HV)启动

 . 700V HV启动JFET

 . 集成高压开关节点检测以优化ZVS

 . 内置欠压和X2 放电

►方案规格

· 输入电压:90Vac -265Vac

· 输出功率: 60 W

· 输出电压:5,9,15,20V

· 纹波:1V

· 最大电流:3A



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