關(guān)鍵電源及LED照明應(yīng)用的最新高能效規(guī)范要求、設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)及解決方案

具體而言，由于總能效要求及散熱限制，設(shè)計(jì)工程師必須致力提升能效，即便是在低功率應(yīng)用(或輕載)時(shí)也是如此。此外，并不是只有在較高功率電平時(shí)才要求功率因數(shù)校正(PFC)，相對(duì)較低的功率時(shí)也可能要求PFC。此外，這些應(yīng)用中常常會(huì)面臨空間受限的問題，特別是在以LED照明替代傳統(tǒng)燈泡的應(yīng)用中?？傮w可靠性也非常重要。輸入電源范圍也要更寬，支持277 Vac電壓。此外，還面臨一些特定照明要求，如三端雙向可控硅開關(guān)元件(TRIAC)調(diào)光等。

應(yīng)對(duì)策略
要應(yīng)對(duì)這些關(guān)鍵電源及LED照明應(yīng)用的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，需要采用更新的技術(shù)或優(yōu)化的電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及方案。

以平板電視應(yīng)用為例，為將能效提至最高，可將傳統(tǒng)采用的冷陰極熒光燈(CCFL)背光替換為新興的LED背光，如直下式背光或側(cè)光式背光，不僅有助于纖薄型電視設(shè)計(jì)，還幫助降低能耗，提升能效。如果維持采用目前性鴇熱勻桓高的CCFL背光，也可以采取不同的有效措施，如在提供同等光輸出的條件下減少燈數(shù)量及降低能耗，或采用新穎的逆變器驅(qū)動(dòng)器方案，如液晶電視集成電源(LIPS)，減少一個(gè)電源轉(zhuǎn)換段，提升能效并降低成本。

安森美半導(dǎo)體以領(lǐng)先產(chǎn)品及方案來(lái)支持高能效趨勢(shì)
安森美半導(dǎo)體身為首要的高性能、高能效硅方案供應(yīng)商，提供電源管理及LED照明方案來(lái)節(jié)能，幫助客戶滿足并超越世界各地的電源規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)(工作能效、待機(jī)能耗、低靜態(tài)電流及功率因數(shù)校正等)，成本平價(jià)或比傳統(tǒng)方案更低。

需要強(qiáng)調(diào)的是，安森美半導(dǎo)體采用整體途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)高能效，包括：
1)降低待機(jī)(空載)能耗。包括使用準(zhǔn)諧振(谷底開關(guān))、在2段式轉(zhuǎn)換器關(guān)閉PFC段等更好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及采用頻率反走、跳周期、軟跳周期和高壓自舉(bootstrap)電路等新技術(shù)。

2)提升電源工作能效。包括使用更好的器件，如場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)和二極管，以及使用更好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如頻率反走、同步整流，及準(zhǔn)諧振、完全諧振、有源鉗位(反激或正激)等軟開關(guān)技術(shù)。

3)功率因數(shù)校正(或減少諧波)。包括將PFC與主轉(zhuǎn)換器結(jié)合，以及優(yōu)化指定應(yīng)用和電平的PFC控制模式，如非連續(xù)導(dǎo)電模式(DCM)、臨界導(dǎo)電模式(CrM)或連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)。

安森美半導(dǎo)體針對(duì)這些關(guān)鍵的電源及LED照明應(yīng)用提供眾多的領(lǐng)先產(chǎn)品，如PFC控制器、交流-直流(AC-DC)控制器、高壓MOSFET、LED驅(qū)動(dòng)器、整流器、次級(jí)同步整流控制器、直流-直流(DC-DC)開關(guān)穩(wěn)壓器及低壓降(LDO)穩(wěn)壓器，并基于這些領(lǐng)先產(chǎn)品提供高能效的GreenPoint®參考設(shè)計(jì)，用于ATX電源、筆記本及打印機(jī)電源適配器、電視、固態(tài)照明及其它應(yīng)用。

圖1：安森美半導(dǎo)體用于ATX臺(tái)式機(jī)的能效高于85%的255 W電源參考設(shè)計(jì)

例如，安森美半導(dǎo)體用于臺(tái)式機(jī)ATX電源的255 W GreenPoint®電源參考設(shè)計(jì)在100、115、230及240 Vac輸入電壓條件及25%、50%及100%額定輸出功率等條件下的能效高于85%，符合80 PLUS銀級(jí)能效規(guī)范及“能源之星”5.0版臺(tái)式機(jī)電源規(guī)范，并符合IEC61000-3-2功率因數(shù)要求，功率因數(shù)在多種輸入電壓條件下高于0.95。值得一提的是，這些數(shù)據(jù)均是在41長(zhǎng)的線纜末端獲得，經(jīng)過了完全測(cè)試，強(qiáng)固且性價(jià)比高，屬于可投產(chǎn)型設(shè)計(jì)，參見圖1。