電源適配器中安森美半導(dǎo)體超低待機(jī)能耗方案

　　筆記本電腦、液晶顯示器及打印機(jī)等產(chǎn)品都要使用AC-DC電源適配器作為供電電源。這些適配器長(zhǎng)時(shí)間處于空載待機(jī)模式，而且用量巨大，但相當(dāng)多現(xiàn)有產(chǎn)品的待機(jī)能耗較高，由此電能浪費(fèi)也巨大。為了節(jié)省能耗，美國(guó)“能源之星”標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這類外部電源(EPS)的空載能耗制定了明確要求，規(guī)定功率50 W以下的AC-DC EPS空載能耗不得超過0.3 W;50 W至250 W的AC-DC空載能耗不得超過0.5 W。目前市場(chǎng)上較佳性能的AC-DC適配器最佳空載能耗性能是30 mW左右。而安森美半導(dǎo)體NCP1246的空載能耗小于16 mW，利用NCP1246 + NCP4354實(shí)現(xiàn)的低待機(jī)能耗解決方案可超越“能源之星”的要求，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;NCP1254/5/49則是帶峰值功率擴(kuò)充的電流模式PWM控制器，用于打印機(jī)適配器，同樣具有極低的空載待機(jī)能耗。

　　高壓固定頻率電流模式反激控制器的特性及應(yīng)用

　　安森美半導(dǎo)體針對(duì)高壓固定頻率電流模式反激控制器包含NCP1246、NCP1247、NCP1248和NCP1240等器件。NCP1246/7/8均可通過光耦觸發(fā)低功耗關(guān)閉模式。在正常工作期間，20 kΩ上拉電阻在FB引腳上提供250 μA偏置電流;在關(guān)閉模式期間，VFB(reg)為0 V，F(xiàn)B引腳另由小得多的5 μA電流源偏置。這些器件只需要極小的光耦電流來維持關(guān)閉模式。由于光耦的低電流傳輸比(CTR)，NCP4353/4使用150 μA電流來確保關(guān)閉模式可靠，見圖1。

　　NCP1246是一款滿足“能源之星”要求的初級(jí)端控制器。其特性包括頻率反走、跳周期模式、高壓?jiǎn)?dòng)、動(dòng)態(tài)自供電(DSS)、輸入欠壓(BO)檢測(cè)、有源X2電容放電、基于定時(shí)器的過功率保護(hù)(OPP)、頻率抖動(dòng)、嚴(yán)重故障時(shí)閂鎖、自動(dòng)恢復(fù)或閂鎖選擇的過流保護(hù)(OCP)，以及空載待機(jī)能耗< 30 mW。其市場(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))、開放式電源(DVD、STB)、離線電池充電器、消費(fèi)類電子產(chǎn)品電源等。

　　NCP1247/48均為低待機(jī)功耗高壓?jiǎn)?dòng)定頻控制器，重要應(yīng)用是筆記本電腦和打印機(jī)AC電源適配器，以及DVD、STB的開放式電源。NCP1247基于NCP1246，具有NCP1246的全部特性及更多特性，如延長(zhǎng)維持時(shí)間(52ms)、更好的X2放電序列;延長(zhǎng)連續(xù)門極驅(qū)動(dòng)，改善高壓引腳高低壓OCP補(bǔ)償，更適合于同步整流(SR)應(yīng)用，為PLD測(cè)試提供新的輸入欠壓(BO)檢測(cè)選擇;還增加了70 Vac。NCP1248基于NCP1247，可提供NCP1247的全部特性及更多特性，消除了輕載期間的固定電流設(shè)定點(diǎn)，減小了FB引腳上的跳周期模式閾值。

　　NCP1240是一個(gè)低待機(jī)能耗高壓?jiǎn)?dòng)定頻控制器，即將于2014年第二季度提供樣品，可用于英特爾Haswell CPU電源應(yīng)用。這器件基于NCP1248，提供NCP1248的全部特性及更多特性，如雙OCP、快速OCP定時(shí)器，以及2 ms軟OCP定時(shí)器。

　　NCP124x系列是為空載和輕負(fù)載條件下最大限度地降低能耗而專門優(yōu)化的。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，NCP124x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。

　　值得一提的是，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。安森美半導(dǎo)體的方案采用有源X2電容放電來檢測(cè)斷開交流連接狀況，并通過開關(guān)觸發(fā)電容放電。NCP124x的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，見圖2。