基于onsemi NCP1568 適配器方案

如何設(shè)計出體積又小，充電速度又快的適配器?那就必須從功率密度和開關(guān)頻率上去下手，在這兩個參數(shù)上盡可能地做到更高。頻率的高低將影響到變壓器的大小，如下圖所示，以一個60W的 USB PD設(shè)計來看，采用更高頻率和功率密度器件的RM8 LP變壓器的尺寸僅為RM10變壓器的1/3。

傳統(tǒng)的反激拓撲架構(gòu)的開關(guān)內(nèi)有變壓器和MOSFET，開關(guān)的時候會產(chǎn)生振鈴，振鈴將引起振鈴回路的損耗，造成器件發(fā)熱和降低效率。振鈴?fù)瑫r還會產(chǎn)生很多高頻EMI。想要把這些高頻EMI吸收掉，就需要周圍有振鈴電路來吸收，這樣就造成了電能的損耗。相應(yīng)的，如果需要電源的設(shè)計體積越小，那么開關(guān)頻率就要越高，這樣就會帶來更多損耗。

而有源鉗位反擊拓撲中，會多增加一個MOSFET，多增加一個電容，但同樣有吸收能量的地方。當MOSFET關(guān)閉的時候，全部的能量都可以送到電容中存儲起來，可以重新利用。每一個開關(guān)都是零電壓開關(guān)，因此并沒有損耗。在關(guān)掉的時候，也可以將會產(chǎn)生EMI損耗的能量全部重新利用。有源鉗位拓撲結(jié)構(gòu)這樣既實現(xiàn)了高頻，又能保證低EMI。

ON推出的NCP1568屬于有源鉗位反激控制器，它具有諸多特點。首先就是控制模式方面，NCP1568具備自適應(yīng)零電壓開關(guān)，隨著輸出電壓頻率發(fā)生變動。因為在未來USB PD的使用場景中，因為接口的統(tǒng)一，同一個適配器可能既要給大功率的電腦充電，又要給低功耗的手機充電，所以就要保證其適配器在寬功率范圍內(nèi)，都能保證非常高效的能量轉(zhuǎn)換。NCP1568內(nèi)通過對負載點的開關(guān)優(yōu)化，減少開關(guān)的開通損耗;而且還集成自適應(yīng)的死區(qū)時間，能夠?qū)⒁粋€開關(guān)操作做的非常完美。

另外，NCP1568還有一個導(dǎo)入模式。有源鉗位不能從零負載到滿負載都是ACF狀態(tài)，需要找到一個點，能夠?qū)崿F(xiàn)IC自動切換從ACF到非連續(xù)導(dǎo)電模式(DCM)，這時電源可以將輕載和待機再熱化。因為內(nèi)嵌啟動部分，又有輸入的欠壓保護，又可以將ACF模式頻率反走，所以NCP1568的待機功率可以做到小于30mW。

?場景應(yīng)用圖

?產(chǎn)品實體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢

1.控制模式

 . 自適應(yīng)零電壓開關(guān)（ZVS）頻率調(diào)制支持可變的Vout

 . 集成的自適應(yīng)死區(qū)時間

 . 峰值電流模式控制 2. 非連續(xù)導(dǎo)通模式（DCM）及輕載模式:

 . 可選過度至DCM模式

 . 頻率返走，最小31KHz的頻率鉗位

 . 靜音跳躍消除可聞噪聲

 . 待機功耗<30Mw 3. 高壓（HV）啟動

 . 700V HV啟動JFET

 . 集成高壓開關(guān)節(jié)點檢測以優(yōu)化ZVS

 . 內(nèi)置欠壓和X2 放電

?方案規(guī)格

· 輸入電壓:90Vac -265Vac

· 輸出功率: 60 W

· 輸出電壓:5,9,15,20V

· 紋波:1V

· 最大電流:3A