基于ST STNRG011 240W/10A的大功率適配器設(shè)計(jì)

該方案是Combo芯片STNRG011--- PFC+LLC拓?fù)洌m合作中小功率電源（小于300W），方案主要優(yōu)勢(shì)為高效率，低EMI ，適合應(yīng)用于高頻化，高功率密度設(shè)計(jì)。在無(wú)/輕載運(yùn)行時(shí)功耗低，重載滿載高效率；前級(jí)是CRM（臨界導(dǎo)通模式）升壓PFC控制器的前端PFC預(yù)調(diào)節(jié)器，后級(jí)是LLC諧振半橋轉(zhuǎn)換器，該方案提供輸出24V10A，較容易滿足嚴(yán)格的效率和待機(jī)要求。

該板的主要重點(diǎn)是輕載和重載效率高，輕載通過(guò)PFC和LLC控制器的突發(fā)模式功能實(shí)現(xiàn)，由內(nèi)部邏輯根據(jù)半橋節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)間進(jìn)行調(diào)制，允許變壓器磁化電感最大化，減少輕載運(yùn)行時(shí)的初級(jí)電流；輕載，重載到滿載LLC初級(jí)MOS實(shí)現(xiàn)ZVS導(dǎo)通?；诤谋MMOSFET的有源高壓?jiǎn)?dòng)電路提供非?？斓膯?dòng)時(shí)間，并將正常操作期間的剩馀電量 消耗降至可忽略的水平。

意法半導(dǎo)體 的STNRG011數(shù)字電源控制器，簡(jiǎn)化與加速了用于TV，LED照明，醫(yī)療設(shè)備，電信和工業(yè)設(shè)備的90-300W電源和適配器的開(kāi)發(fā)，滿足當(dāng)今最嚴(yán)格的生態(tài)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。STNRG011結(jié)合了雙端LLC諧振半橋控制器和多模式功率因子校正（PFC）控制器，由數(shù)字內(nèi)核管理，運(yùn)行同類最佳的控制算法。利用ST的SMED（狀態(tài)機(jī)事件驅(qū)動(dòng)）技術(shù)和專有仿真硬件的集成數(shù)字外設(shè)加速了控制回路性能，實(shí)現(xiàn)出色的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。芯片上還提供非易失性存儲(chǔ)器(NVM)，用于存儲(chǔ)應(yīng)用特定的參數(shù)。
STNRG011的數(shù)字控制和用戶可編程能力可幫助工程師在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)優(yōu)化效率和性能，并利用輕載時(shí)Duty cycle的Burst模式操作來(lái)提高效率。其中2pin的UART / I2C接口使主機(jī)系統(tǒng)能夠監(jiān)視和管理電源。其他集成功能包括LLC和PFC柵極驅(qū)動(dòng)器，高壓（800V）啟動(dòng)電路和線路感應(yīng)功能，以進(jìn)一步簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，提高可靠性和耐用性，并減少解決方案尺寸和BOM。還有一個(gè)X電容放電電路，可以簡(jiǎn)化符合新的IEC 62368-1視聽(tīng)和ICT設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。STNRG011還集成了對(duì)LLC和PFC電路的全面保護(hù)，包括PFC輸出過(guò)壓，過(guò)流，欠壓，輸入欠壓，浪涌保護(hù)，反饋斷開(kāi)，LLC容性保護(hù)，過(guò)壓，過(guò)流，短路保護(hù)。

?場(chǎng)景應(yīng)用圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

STNRG011是COMBO數(shù)字控制器：

 ?TM PFC前級(jí)處理器&諧振LLC隔離DC / DC轉(zhuǎn)換器

? 帶有ROM存儲(chǔ)器的M8051W內(nèi)核MCU

? 4個(gè)SMEDs PWM管理 

? 通訊接口（UART和I2C）

 ?FTP（NVM）存儲(chǔ)器允許更改IC內(nèi)部參數(shù)去滿足不同的應(yīng)用場(chǎng)合包括在SMPS生產(chǎn)過(guò)程中 TM PFC前級(jí)處理器:

?多模式控制：全負(fù)載范圍 Burst mode, DCM mode, 谷底導(dǎo)通模式，臨界導(dǎo)通模式

?集成高壓?jiǎn)?dòng)，掉電壓檢測(cè)和X電容放電功能，  雷擊檢測(cè)

?輸出過(guò)壓欠壓保護(hù)，輸入欠壓保護(hù)，過(guò)流保護(hù) 諧振LLC隔離DC / DC轉(zhuǎn)換器：

?電流控制模式

?輕載工作在智能Burst mode

?完善的保護(hù)：ACP，過(guò)載過(guò)流保護(hù)，過(guò)壓保護(hù)

?死區(qū)時(shí)間可調(diào)

?整體方案簡(jiǎn)潔，調(diào)試簡(jiǎn)單，相關(guān)參數(shù)都可以通過(guò)軟件GUI修改

?方案規(guī)格

?通用輸入電源電壓范圍：從90 Vac到264 Vac - 頻率從45到65 Hz

?輸出電壓：10A連續(xù)工作時(shí)為24 V±1％

?滿載時(shí)的整體效率：AC115V時(shí)-滿載效率為91%，AC230V-效率為93.2%.

?平均效率：> 90％，可以滿載歐美的六級(jí)能效要求。

?無(wú)負(fù)載電源消耗：在AC115V和230V電壓輸入時(shí)待機(jī)功率<=0.1W，

?主電源諧波：符合EN61000-3-2 D類和JEITA-MITI D類