基于onsemi NCP1618多模式PFC 500W設計方案

 近年來隨著應用技術不斷推陳出新，造就終端應用的功率需求越來越大，例如:5G網通電源供應器、ATX/Gaming電源供應器等等，功率消耗大于一程度時電源供應器就要有功率因數校正(Power Factor Correction, PFC)的功能，以歐盟EN61000-3-2規范要求，所有電子產品輸入功率大于75W時，其電源供應都需要有功率因數校正的機能。另外，在規格要求也越來越嚴苛，以往可能只要求滿載下效率與功率因數PF值等，目前會要求在某負載范圍下效率都要達到一定的程度，且PF值也要達到一定的數值，以80 Plus金牌等級為例，其在115Vac輸入電壓時，要求在20%、50%與100%負載的效率分別要大于87%、90%與87%，且在特定條件下，PF值必須大于0.9或0.95以上的程度。因此本方案就是選用多模式的PFC控制器來提高電源供應器在整個負載范圍內的效率與PF值。

本方案是基于安森美(onsemi) NCP16182多模式500W PFC解決方案，本方案會著重在整體效率與PF值的提升。安森美NCP1618是一款近年推出的多模式PFC控制器，它提供三種模式的操作包含不連續模式、邊界模式與連續模式的操作，圖一所示為NCP1618所提供的三種操作模式，這三種操作模式讓電源供應器在不同負載情況下得以獲得整體最佳效率。另外，安森美NCP1618也有提供幾個實用的功能，第一、NCP1618有提供HV啟動功能，可以簡化啟動線路與時序。第二、NCP1618在DCM/CRM下帶有最大頻率的限制與谷底切換的功能，可減少線路的切換損失，以提高線路的效率。第三、NCP1618有提供pfc-OK腳位可跟下級電路通訊的功能，可利用該腳位來控制下級電路的ON/OFF。第四、NCP1618有提供Soft-Skip功能，讓NCP1618工作在極輕負載情況下有好的功耗表現。

       本方案使用安森美(onsemi) 多模式NCP1618 PFC控制器做500W前端穩壓解決方案，從圖二可以看出本方案在不同輸入電壓90Vac至265Vac，負載從10%~100%范圍內，其效率都可維持在94%以上，在高壓輸入時，效率更可高達98%。從圖三本方案在不同輸入電壓90Vac至265Vac，負載從20%~100%范圍內，其PF值都可維持在0.9以上，在高壓輸入/20%負載時，PF值還可達0.9以上。圖四是本方案在不同輸入電壓90Vac至265Vac，負載從20%~100%范圍內，其THD值都可以在20%以下，在高壓輸入/20%負載時，THD還可在15%以下。

?場景應用圖

?產品實體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術優勢

1. NCP1618 PFC提供高壓啟動功能

2. NCP1618提供DCM/CRM/CCM操作模式并在DCM/CRM下帶有最大頻率的限制

3. NCP1618在DCM/CRM操作模式下提供谷底切換功能

4. NCP 1618提供pfcOK信號可供后級線路做ON/OFF

5. NCP1618提供soft-SKIP模式來最佳化輕載效率

?方案規格

1. 全電壓輸入: 90Vac ~ 264Vac

2. 輸出電壓: 390Vdc

3. 最小/最大輸出電流: 13mA/1.3A

4. 最大輸出功率: 390Vdc/1.3A

5. 效率 > 94% @(10%~100% load)

6. P.F. > 90% @(20%~100% load)

7. 具有Brown-out保護、輸出過壓保護OVP、過電流保護OCP、回授短路保護SCP與大電容電壓欠電壓保護Bulk UVP等

8. 展示板PCB尺寸LxWxH= 131 mm x 130 mm x 45 mm