采用安森美半導(dǎo)體解決方案滿足“能源之星”最新外部電源規(guī)范要求
功率高于75 W的適配器特性及控制器解決方案
對(duì)于功率大于75 W的適配器而言,以筆記本應(yīng)用為例,常見額定功率包括75 W、90 W和120 W等,其中以用于90 W平臺(tái)的批量最大,所以我們將重點(diǎn)圍繞90 W應(yīng)用來(lái)探討。
如前所述,一旦功率大于75 W,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(shí),也會(huì)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(gè)段都使用一個(gè)控制器,如圖2(a)所示。
與這種兩段式架構(gòu)不同,近年來(lái)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(shí)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。 圖2:傳統(tǒng)兩段式架構(gòu)(a)與新穎的單段式架構(gòu)(b)對(duì)比
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(guò)調(diào)制半橋電源段實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓,而其在初級(jí)端的穩(wěn)壓消除了反饋環(huán)路,簡(jiǎn)化了電路。安森美半導(dǎo)體并基于NCP1901推出新的90 W筆記本適配器參考設(shè)計(jì),如圖3所示。這參考設(shè)計(jì)在115 Vac和230 Vac輸入條件下測(cè)得的工作能效分別為89.4%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(duì)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(duì)工作能效的要求。
圖3:安森美半導(dǎo)體基于NCP1901組合控制器的90 W筆記本適配器參考設(shè)計(jì)。
值得一提的是,這高能效90 W筆記本適配器參考設(shè)計(jì)可以采用極小的散熱片,且高底很低,可用于實(shí)現(xiàn)外形因數(shù)更小的適配器解決方案。
總結(jié):
最新實(shí)現(xiàn)的“能源之星”外部電源規(guī)范對(duì)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75 W應(yīng)用及高于75 W需要PFC的應(yīng)用,分析了電源控制器實(shí)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(shí)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(cè)試數(shù)據(jù)予以佐證。客戶采用安森美半導(dǎo)體的這些器件及相關(guān)GreenPointTM參考設(shè)計(jì),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。
評(píng)論