實現(xiàn)低于/高于75W應(yīng)用的綠色適配器解決方案

　功率高于75W的適配器特性及控制器解決方案

對于功率大于75W的適配器而言，以筆記本應(yīng)用為例，常見額定功率包括75W、90W和120W等，其中以用于90W平臺的批量最大，所以我們將重點圍繞90W應(yīng)用來探討。

如前所述，一旦功率大于75W，除了滿足上述工作能效及空載能耗要求外，電路中還面臨著加入PFC的要求，這在改善功率因數(shù)、使電網(wǎng)電能得到更高效利用的同時，也會使得電路結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。在這類應(yīng)用中，傳統(tǒng)電源架構(gòu)是PFC+PWM的兩段式架構(gòu)，即在非連續(xù)導(dǎo)電模式(DCM)或臨界導(dǎo)電模式(CrM)段后跟隨著準(zhǔn)諧振反激段，每個段都使用一個控制器，如圖2(a)所示。

與這種兩段式架構(gòu)不同，近年來涌現(xiàn)出一種新穎的單段式PFC架構(gòu)，如安森美半導(dǎo)體新推的一款組合控制器NCP1901。它在單顆IC中結(jié)合了CrM PFC和半橋諧振轉(zhuǎn)換段，能夠提供實現(xiàn)高能效、小外形因數(shù)筆記本適配器所需的全部功能，如圖2(b)所示。這種架構(gòu)使用的元器件數(shù)量更少，為兩段式架構(gòu)提供了良好的替代選擇。

NCP1901半橋諧振段工作在固定的頻率和占空比，從而降低開關(guān)損耗。這器件通過調(diào)制半橋電源段實現(xiàn)穩(wěn)壓，而其在初級端的穩(wěn)壓消除了反饋環(huán)路，簡化了電路。安森美半導(dǎo)體并基于NCP1901推出新的90W筆記本適配器參考設(shè)計，如圖3所示。這參考設(shè)計在115 Vac和230 Vac輸入條件下測得的工作能效分別為8?.4%和90.9%，115 Vac條件下的空載能耗為420 mW，且符合IEC61000-3-2要求的EPA 2.0規(guī)范對功率因數(shù)的要求(即115 Vac條件下功率因數(shù)不低于0.9)，以及EPA 2.0對工作能效的要求。

圖2：傳統(tǒng)兩段式架構(gòu)(a)與新穎的單段式架構(gòu)(b)對比。

值得一提的是，這高能效90W筆記本適配器參考設(shè)計可以采用極小的散熱片，且高底很低，可用于實現(xiàn)外形因數(shù)更小的適配器解決方案。

圖3：安森美半導(dǎo)體基于NCP1901組合控制器的90W筆記本適配器參考設(shè)計。

總結(jié)：

最新實現(xiàn)的“能源之星”外部電源規(guī)范對電源適配器的工作能效、空載能耗等提出了更高的要求。本文分別基于低于75W應(yīng)用及高于75W需要PFC的應(yīng)用，分析了電源控制器實現(xiàn)這些規(guī)范所需要具備的特性，特別是采用安森美半導(dǎo)體NCP1237/38/87/88系列固定頻率控制器、NCP1379/80系列谷底開關(guān)控制器和NCP1901組合式控制器所能實現(xiàn)的工作能效提升、輕載及空載能耗降低效果，并提供相關(guān)的測試數(shù)據(jù)予以佐證?？蛻舨捎冒采腊雽?dǎo)體的這些器件及相關(guān)GreenPoint參考設(shè)計，能夠滿足最新規(guī)范要求，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，并加快上市進(jìn)程。