【導(dǎo)讀】在進(jìn)行高密度AC-DC電源轉(zhuǎn)換時(shí),傳統(tǒng)上會(huì)采用反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),但在效率與功率密度上已經(jīng)出現(xiàn)瓶頸,新型態(tài)的有源箝位反激(ACF)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),則可提高性能和降低功耗,同時(shí)最大限度地減少了電源轉(zhuǎn)換器的尺寸和重量。本文將為您簡(jiǎn)介ACF拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特性,以及安森美(onsemi)所推出ACF PWM控制器解決方案。
ACF拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提供更小的體積與更高的能效
現(xiàn)代電源應(yīng)用追求更緊湊的體積和更高的效率,這使得電源設(shè)計(jì)人員越來(lái)越傾向選用高頻應(yīng)用,開關(guān)電源采用高頻工作可以縮小變壓器的尺寸,進(jìn)而增加電源的功率密度。隨著高壓FET的進(jìn)步以及氮化鎵(GaN)/碳化硅(SiC)這類寬帶隙半導(dǎo)體器件的出現(xiàn),新的ACF拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)正在高密度電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用中發(fā)揮作用。
ACF拓?fù)淅么鎯?chǔ)在寄生組件中的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)(ZVS),而不是將其耗散在緩沖電路中。有源箝位操作產(chǎn)生的波形沒(méi)有因?yàn)榧纳霈F(xiàn)的尖峰,從而產(chǎn)生比其他傳統(tǒng)技術(shù)更好的電磁干擾(EMI)表現(xiàn)。帶有RCD緩沖器的經(jīng)典反激式拓?fù)湓谛屎凸β拭芏确矫嬉堰_(dá)到其極限,ACF拓?fù)鋭t解決了效率難題,同時(shí)降低了EMI輻射。
高能效的AC-DC有源箝位反激PWM控制器
由安森美推出的NCP1568是一款高度集成的AC-DC PWM控制器,用于實(shí)施有源箝位反激(ACF)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。NCP1568采用專屬的變頻算法來(lái)實(shí)現(xiàn)各種線路和負(fù)載條件下MOSFET的ZVS。ZVS功能實(shí)現(xiàn)了高頻率運(yùn)行,提高了電源轉(zhuǎn)換器的功率密度,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高能效。
ACF操作簡(jiǎn)化了EMI濾波器設(shè)計(jì),以避免干擾系統(tǒng)中的其他敏感電路。NCP1568集成了高電壓?jiǎn)?dòng)電路、強(qiáng)大的低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器和用于有源箝位FET(包括SJ FET和GaN FET)的5V邏輯電平驅(qū)動(dòng)器。
NCP1568還具有多模式操作和從ACF模式到不連續(xù)傳導(dǎo)模式(DCM)的轉(zhuǎn)換功能,以滿足世界各地的監(jiān)管要求。NCP1568進(jìn)一步可在待機(jī)模式下實(shí)現(xiàn)跳躍,從而產(chǎn)生出色的待機(jī)功耗。NCP1568是可編程控制方案,支持靜音跳躍、可編程頻率,專有的自適應(yīng)ZVS可允許高頻操作,同時(shí)降低EMI,多模式操作可提高輕載效率,靈活的控制方案和用戶可編程功能的結(jié)合,允許將NCP1568與超級(jí)結(jié)MOSFET(硅)和氮化鎵(GaN) FET一起使用,具有最小頻率的箝位和靜音跳躍,可消除可聽見的噪音,可編程頻率可在100 kHz至1 MHz下操作。
滿足對(duì)功率密度要求較高的應(yīng)用領(lǐng)域
NCP1568支持主要和有源箝位FET的內(nèi)置自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間,帶內(nèi)置斜率補(bǔ)償選項(xiàng)的峰值電流模式控制,靈活的控制方案和可編程性,允許使用外部硅或GaN FET進(jìn)行配置,客戶可編程選項(xiàng)可過(guò)渡到DCM,具有最小頻率箝位的集成頻率折返,可在待機(jī)模式下實(shí)現(xiàn)最高性能,待機(jī)功率小于30 mW,集成700 V高壓和啟動(dòng)電路,支持交流線路掉電檢測(cè)。
NCP1568具有低側(cè)的0.85 A/1.5 A拉電流/灌電流驅(qū)動(dòng)器,以及65 mA/150 mA有源箝位驅(qū)動(dòng)器輸出振蕩器,具有4個(gè)選項(xiàng)的內(nèi)部軟啟動(dòng)定時(shí)器。在保護(hù)功能方面,具有與熱敏電阻兼容的專用FLT引腳,以及可調(diào)節(jié)的過(guò)功率保護(hù)(OPP),支持自動(dòng)恢復(fù)和鎖定各種故障的選項(xiàng)與內(nèi)部熱關(guān)斷功能。
NCP1568適用于多種應(yīng)用,包括AC-DC適配器、工業(yè)、電信、照明和對(duì)功率密度要求較高的其他應(yīng)用領(lǐng)域,適合應(yīng)用于交直流電源轉(zhuǎn)換,以及USB供電(Power Delivery)與高通(Qualcomm)快充(Quick Charge)應(yīng)用,常見的終端產(chǎn)品包括高密度的筆記本和移動(dòng)適配器、USB Type-C供電、服務(wù)器輔助電源與工業(yè)電源等產(chǎn)品。
多款評(píng)估板加快多種應(yīng)用的開發(fā)速度
安森美也針對(duì)不同的應(yīng)用推出多款評(píng)估板,包括NCP1568DC48WGEVB是一款48 W、120 V至400 V的寬范圍直流輸入恒壓電源,適用于服務(wù)器輔助電源和其他需要低高度、高效率和高功率密度的直流輸入應(yīng)用。NCP1568DC48WGEVB采用ACF拓?fù)?,搭配安森美的NCP1568 ACF控制器、NCP51530A半橋驅(qū)動(dòng)器、NCP4306同步整流控制器,以及次級(jí)NTMFS6B03同步MOSFET,在滿載時(shí)可實(shí)現(xiàn)超過(guò)94%的效率。
NCP1568PD60WGEVB則是NCP1568 USB-PD 60W評(píng)估板,搭配NCP1568 AC-DC PWM控制器,旨在實(shí)現(xiàn)ACF拓?fù)洌撛u(píng)估板可用于60W USB PD應(yīng)用的評(píng)估。另一款STR-ACF-12V100WPSU-GEVB評(píng)估板,則可在Strata開發(fā)環(huán)境中為NCP1568 100W輸出AC到DC轉(zhuǎn)換,提供了一個(gè)易于使用的評(píng)估板,可應(yīng)用于工業(yè)用途與通用電源。
結(jié)語(yǔ)
ACF拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已經(jīng)成為高密度電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用的主要設(shè)計(jì)架構(gòu),可以滿足高能效、低EMI、緊湊體積等需求,可廣泛應(yīng)用在采用GaN/SiC這類寬帶隙半導(dǎo)體器件的電源轉(zhuǎn)換器上,市場(chǎng)應(yīng)用極具發(fā)展?jié)摿?。安森美的NCP1568 AC-DC ACF PWM控制器,具有高集成度與完整的功能性,將是開發(fā)這些產(chǎn)品的最佳搭檔。
免責(zé)聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系小編進(jìn)行處理。
推薦閱讀:
基于PN結(jié)隔離(JI)技術(shù)的驅(qū)動(dòng)芯片簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)指導(dǎo)