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安森美基于NCP1246和NCP4354低待機(jī)能耗電源適配器方案

作者: 時(shí)間:2013-09-26 來(lái)源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  交流-直流()電源的應(yīng)用非常廣泛,如用于筆記本電腦、液晶顯示器及打印機(jī)等。這些電源長(zhǎng)時(shí)間處于空載待機(jī)模式,而且使用量巨大,由此帶來(lái)巨大的電能損耗。美國(guó)“能源之星”標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這類外部電源(EPS)的空載能耗有明確要求,即功率50 W以下的 EPS空載能耗不超過(guò)0.3 W;功率介于50 W至250 W的 EPS空載能耗則要不超過(guò)0.5 W。目前,市場(chǎng)上較佳性能的AC-DC最佳空載能耗性能是30 mW左右。而最新適配要求是空載能耗低于30 mW,這就要求降低輸出電壓(Vout),以減少空載寄生能耗;還要允許關(guān)閉初級(jí)端控制器,以進(jìn)一步降低能耗。這樣一來(lái),在空載期間,適配器輸出電壓可自動(dòng)降低,輸出電壓可在19 V-2.5 V之間跳變,以降低穩(wěn)壓能耗。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/170358.htm

  半導(dǎo)體推出的NCP1246的空載能耗小于16 mW,利用NCP1246 + NCP4354實(shí)現(xiàn)的低待機(jī)能耗解決方案可輕松滿足“能源之星”要求,適用于功率65 W的電源適配器,并能實(shí)現(xiàn)20 mW以下的極低待機(jī)能耗。

  兩個(gè)器件組成的低待機(jī)能耗方案

  NCP1246是一個(gè)滿足上述要求的初級(jí)端控制器。NCP4354是一款次級(jí)端控制器,具有檢測(cè)空載條件,且可由光耦關(guān)閉NCP1246。它可替代TL431,電流消耗小于100 μA。NCP4354可以對(duì)空載進(jìn)行檢測(cè),器件中增加的空載檢測(cè)電路對(duì)“輸出電壓” (Vout) 與“空載信息”(No load info)進(jìn)行比較。在高開(kāi)關(guān)頻率或高頻待機(jī)跳周期模式下兩者均等于負(fù)載;而在空載及極低頻跳周期模式下兩者不同;在小電容及恒定負(fù)載條件下,輸出電壓保持恒定,而““空載信息”走低。這樣,無(wú)需進(jìn)行功率檢測(cè),對(duì)能效及安全無(wú)影響,而且外部元件數(shù)量很少,易于調(diào)節(jié)。

  圖1是進(jìn)入關(guān)閉模式的過(guò)程。當(dāng)輸出電流從滿載慢慢降低時(shí),初級(jí)控制器會(huì)從正常工作轉(zhuǎn)換成跳周期工作,輸出電壓和空載信息基本上比較接近;當(dāng)輸入極低跳周期或關(guān)閉模式時(shí),輸出空載電壓將低于輸出電壓,從而檢測(cè)到極低負(fù)載或空載,激活關(guān)閉模式。

  當(dāng)輸出電壓大于“空載信息”時(shí),導(dǎo)通/關(guān)閉(ON/OFF)光耦關(guān)閉初級(jí)端控制器;在初級(jí)端控制器重啟前,輸出電壓允許降低至2.5 V。這樣就可以實(shí)現(xiàn)頻率低至0.01333 Hz (75 s跳周期時(shí)間) 的極低頻率跳周期模式。

  NCP1246的特性及應(yīng)用

  NCP1246是一款固定頻率、電流模式控制器,是為空載和輕負(fù)載條件下最大限度地降低能耗而專門優(yōu)化的。該器件可動(dòng)態(tài)自供電,內(nèi)置了有源X2電容放電;可以進(jìn)入省電休眠狀態(tài),提供輸出電壓打嗝模式;在輕負(fù)載條件下降低頻率,并采用跳周期模式;省去了放電電阻,從而節(jié)省了電力及元件;在空載條件下顯著降低了功耗,保持整個(gè)線路/負(fù)載范圍內(nèi)的高效率。

  此外,在嚴(yán)重故障情況下,NCP1246可閉鎖輸入,允許直接連接NTC;基于定時(shí)器的保護(hù)可自動(dòng)恢復(fù)或鎖定;具有高壓?jiǎn)?dòng)電路;在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)軟化EMI干擾的頻率抖動(dòng);實(shí)現(xiàn)高達(dá)30 V的Vcc 操作。NCP1246的市場(chǎng)及應(yīng)用包括:AC適配器 (筆記本電腦、液晶顯示器和打印機(jī))、開(kāi)架式PSU (DVD、STB)、離線電池充電器、消費(fèi)類電子產(chǎn)品電源等。

  為了符合安規(guī)標(biāo)準(zhǔn),AC-DC電源必須具備在撥出交流插頭后不到1秒時(shí)間內(nèi)將電磁干擾(EMI)濾波器X2輸入電容放電的能力。為了符合此要求,常使用與電容并聯(lián)的一串高阻抗電阻,但是,電阻型消耗源 (drain)消耗約25 mW輸入能耗,當(dāng)考慮到空載輸入能耗時(shí),此25 mW能耗相對(duì)較大。半導(dǎo)體的方案采用有源X2電容放電來(lái)檢測(cè)斷開(kāi)交流連接狀況,并通過(guò)開(kāi)關(guān)觸發(fā)電容放電。NCP1246 HV引腳包含了交流線路撥出檢測(cè)器,如果定時(shí)器定時(shí)到期,輸入即為直流,放電電路被觸發(fā),X2電容放電,見(jiàn)圖2。

  器件的關(guān)閉模式是由從次級(jí)端到NCP1246反饋引腳的信號(hào)來(lái)觸發(fā)的。NCP435x使用相同的光耦提供此信號(hào),用于反饋網(wǎng)絡(luò);空載期間,NCP435x驅(qū)動(dòng)光耦,下拉反饋(FB)引腳,關(guān)閉NCP1246。NCP1246的關(guān)閉模式有兩個(gè)與眾不同之處,一個(gè)是采用低能耗關(guān)閉模式,另一個(gè)是以光耦觸發(fā)的關(guān)閉模式。


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