基于安森美NCP1623替代NCP1622方案-用于ON电源通道

       近年来,随着应用技术不断推陈出新,终端应用的功率需求越来越大,例如:快充充电器、液晶电视电源供应器等。当功率消耗超过一定程度时,电源供应器就需要具备功率因数校正(Power Factor Correction, PFC)功能。根据欧盟EN61000-3-2规范要求,所有输入功率大于75W的电子产品,其电源供应都必须具备功率因数校正功能。此外,规格要求也越来越严格,以往可能只要求满载时的效率和功率因数(PF)值等,而现在则要求在某些负载范围内的效率都必须达到一定水平,同时PF值也需达到一定数值。以80 Plus金牌等级为例,在115Vac输入电压时,要求在20%、50%和100%负载下的效率分别要大于87%、90%和87%,并且在特定条件下,PF值必须达到0.9或0.95以上的水平。

       本方案基于安森美(Onsemi Semiconductor) NCP1623A替代NCP1622,本方案是利用NCP1622 160W演示板直接更换为NCP1623A而不做任何更改。安森美NCP1622是一款早期推出的CrM PFC控制器,它具备谷底同步频率折返(Valley Synchronized Frequency Fold-back, VSFF)的CrM PFC。图一显示了传统CrM与VSFF在不同负载下其切换频率对输入电压的变化。VSFF操作模式使电源供应器在不同负载情况下能够获得整体最佳效率。此外,安森美NCP1622还提供了一些实用功能:第一,NCP1622采用TSOP-6封装,以最小化PFC控制器的尺寸;第二,NCP1622集成了零电流检测(Zero Current Detection, ZCD)和电流检测功能。电流传感器线路,以提供最简化PFC线路。第三,NCP1622提供两种零电流检测(Zero Current Detection, ZCD)线路,可满足多种应用场合。第四,NCP1622提供Skip功能,使NCP1622在轻负载情况下具有良好的功耗表现。而安森美NCP1623是一款近期推出的CrM PFC控制器,除了保留上述NCP1622的功能与优点外,NCP1623还新增以下几项功能:第一,提供Follower boost功能(仅NCP1623A具备此功能),以提高低输入电压时的效率。第二,停用低睡眠模式电流功能(Disable function for low Sleep Mode current),以改善轻载或极轻载时的效率。第三,二次侧OVP保护功能,为设计者提供更多的保护功能选择。第四,使用MOSFET汲极(Drain)进行ZCD检测,以提高非辅助绕组设计的稳定性。第五,提供多种封装选择,包括TSOP-6和SOIC-8等封装供设计者选择。表二展示了NCP1623与NCP1622的主要差异。

图一,CrM和VSFF在切换频率对输入电压的变化

表一,NCP1623与NCP1622的主要差异

       本方案使用安森美(Onsemi Semiconductor) NCP1623A CrM PFC控制器直接替代NCP1622,作为160W前端稳压解决方案。从图二可以看出,本方案在低压110Vac输入、负载为0.4安培时,其输出电压为290Vdc。从图三可以看出,本方案在高压230Vac输入、负载为0.4安培时,其输出电压为400Vdc。图四展示了本方案在不同输入电压和负载条件下的效率表现。从图四可以看出,本方案在10%负载到100%负载的情况下,在不同输入电压下均能保持效率在89%以上。

图二,本案在110Vac、0.4A时的输出电压情况

图三,本案在230Vac、0.4A时的输出电压情况

图四,本案例在各输入电压对各负载条件下的效率表现

►场景应用图

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势

1. NCP1623具有Follower boost功能

2. NCP1623将CS和ZCD结合在同一个引脚

3. NCP1623的ON-time调变器可在频率折返期间维持适当的电流波形

4. NCP1623在CRM操作模式下提供谷底切换功能

5. NCP1623支持通过MOSFET汲极(Drain)电压或辅助绕组方式检测零电流

6. NCP1623提供热关断(Termal Shutdown)、非锁定过压保护(Non-latching OVP)、欠压检测(Brown-out Detection)以及跳过功能(Skip)

►方案规格

1. 全电压输入: 90Vac ~ 264Vac

2. 输出电压: 290/400Vdc

3. 最小/最大输出电流: 40mA/400mA

4. 最大输出功率: 400Vdc/400mA

5. 效率 > 89% @(10%~100%负载)

6. 具有二次OVP保护、过电流限制、Pass Diodes短路保护、FB/GND引脚开路保护等

7. 展示板PCB尺寸LxWxH= 190 mm x 110 mm x 10 mm

► 技术文档

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本篇作者-友尚集团-指引者

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