低功率的高能效AC-DC開關穩(wěn)壓器方案

近年來，世界各國政府為了因應全球氣候變暖，紛紛制定更嚴格的高能效法規(guī)與標準，提升電源能效，降低能耗，以期減輕對環(huán)境的壓力。安森美半導體身為全球領先的半導體供應商，積極推動高能效創(chuàng)新，提供寬廣陣容的高能效電源產(chǎn)品及方案，涵蓋從高集成度功率因數(shù)控制器、AC-DC控制器、DC-DC控制器，到分立MOSFET、整流器、IGBT等，以及智能功率模塊(IPM)和功率集成模塊(PIM)等，用于計算機、消費(電視機、DVD、機頂盒、游戲機等)、白家電、電信、工業(yè)及LED照明等重點應用，符合或超越各種能效規(guī)范。

本文重點圍繞市場上的低功率應用，如消費類電器/白家電輔助電源、待機隔離電源、電表/智能電表電源、輔助電源、調(diào)制解調(diào)器/路由器AC-DC適配器、低功率LED照明、工業(yè)設備控制等，介紹安森美半導體涵蓋2 W到25 W功率范圍的高能效AC-DC開關穩(wěn)壓器方案。

圖1：市場上常見的低功率AC-DC開關穩(wěn)壓器應用。

安森美半導體提供一系列高能效固定頻率脈寬調(diào)制(PWM)電流模式開關穩(wěn)壓器，包括：

ü NCP1010及NCP1011，用于0至5 W應用;

ü NCP1012、NCP1013、NCP1014和NCP1015，用于5 W至10 W應用;

ü NCP1027及NCP1028，用于5 W至15 W應用;

ü NCP1070、NCP1071、NCP1072、NCP1075、NCP1076及NCP1077，用于3 W至15 W應用;

ü NCP1124、NCP1126及NCP1129，用于10 W至30 W應用;

ü NCP1136，用于15 W至20 W應用。

其中，NCP107x、NCP112x及NCP1136是新的開關穩(wěn)壓器產(chǎn)品，也是本文探討重點。這些產(chǎn)品中，NCP107x集成了700 V高壓MOSFET開關，NCP112x集成了強固的650 V高壓MOSFET，而NCP1136集成了800 V高壓MOSFET。

1) NCP107x系列700 V單片集成開關穩(wěn)壓器

NCP107x系列單片開關穩(wěn)壓器采用PDIP-7或SOT-223封裝，與NCP101x系列引腳對引腳兼容。NCP107x系列采用電流模式65/100/130 kHz固定頻率工作，用于3 W至15 W功率的應用，如平板電視輔助電源、白家電、電表等。

這系列器件支持頻率反走及跳周期模式，提升電源輕載能效。這系列器件還具有內(nèi)置高壓啟動功能，支持動態(tài)自供電(DSS)，提供無損耗的啟動序列。這系列器件的其它特性包括：短路保護、1 ms軟啟動、頻率抖動、Vcc引腳過壓保護等。NCP1070和NCP1071集成了導通阻抗為22 Ω的MOSFET，峰值電流分別250 mA和350 mA。NCP1072和NCP1075的MOSFET導通阻抗為11 Ω，峰值電流分別為250 mA和450 mA。NCP1076和NCP1077的MOSFET導通阻抗為4.3 Ω，峰值電流分別為650 mA和800 mA。安森美半導體基于NCP107x開發(fā)了一系列參考設計。圖2顯示的是基于NCP1075/2的5至10 W參考設計，針對智能電表、電表及白家電應用。這參考設計提供較高能效，同時提供低空載待機能耗。這參考設計演示板還提供低成本感測電路選擇。

圖2：用于智能電表、電表及白家電等應用的NCP1072/5 5到10 W參考設計。

基于NCP1075的雙路輸出8 W參考設計(見圖3)，提供優(yōu)異的能效水平及互穩(wěn)壓性能，用于白家電及工業(yè)設備等應用。