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NCP1601型功率因数校正控制器的原理及应用

ncp1601型功率因数校正控制器的原理及应用 摘要：ncp1601型功率因数校正控制器可工作在不连续信号模式（dcm）和临界传导模式（crm）二种工作模式下。文中介绍ncp1601的结构和特点，详细叙述其工作原理并给出一种典型应用电路。 关键词：功率因数校正控制器 dcm/crm 原理 集成电路1 概述安森美半导体公司推出的ncp1601型功率因数校正（pfc）控制器能不连续传导模式（dcm）和临界传导模式（crm或bcm）下工作，它兼有二种工作模式的优点。因固定频率dcm可限制最高开关频率，从而限制污染系统环境的传导辐射和emi噪声。而不定频率crm则可限制升压mosfet、二极管和电感器的最大电流，以降低成本，提高电路的可靠性。ncp1601结合dcm与crm的优点及高安全性保护特征，适合于电子镇流器，ac适配器、tv与临视器等中低功率电源pfc预调节器应用。可在dcm和crm下工作是ncp1601的主要创新点。ncp1601的其他特点如下：·在电压工作模式下能提供简单的电压模式反馈；·启动电流（典型值为17μa）和关闭电流（典型值为24μa）低；·dcm开关频率可编程；·可同步模式工作（o

交错式PFC技术趋势及新颖的单芯片交错式PFC控制器的应用

。 虽然交错式pfc使用相对较多的元器件，但却拥有很多优势。例如，150 w的pfc比300 w pfc更易于设计、便于采取模块化途径、散热更好及可以扩展临界导电模式(crm)应用范围等。另外，两个不连续导电模式(dcm) pfc看上去象一个连续导电模式(ccm) pfc，简化了电磁干扰(emi)滤波设计，减小输出均方根(rms)电流，从而减少损耗及发热，提高设计的可靠性。尤为值得称道的是，交错式pfc支持使用尺寸更小的元器件，从而利于纤薄设计，增强产品卖点。 图1：采用两颗ncp1601 pfc控制器实现的交错式pfc架构功能框图 图1所示的交错式pfc是一种分立式的解决方案，采用了2颗ncp1601芯片。ncp1601是一款紧凑的固定频率dcm或crm pfc控制器，采用soic-8或pdip-8封装，能够充分利用dcm及crm这两种工作模式的优势，如dcm限制最大开关频率，crm限制升压二极管、mosfet及电感的最大电流，降低成本及提升电路可靠性。这2颗ncp1601 pfc控制器驱动2个pfc分支，这2个分支同步但独立工作，从而保证了dcm工作模式(零电流检测)，

安森美创新功率因素校正控制器

安森美半导体（on semiconductor）持续为电源制造商提供降低待机和工作能耗的创新方案，推出两款为输入电平在75瓦（w）至几千瓦（kw）的电源而设计的全新功率因素校正（pfc）控制器。全新ncp1653和ncp1601控制器是电视机、平板显示器、台式电脑和笔记本适配器smps、离线电池充电器以及电冰箱、洗衣机和干衣机等白色家电中功率因素校正的理想选择。 ncp1653为定频、电流模式pfc控制器，为有效驱动需要中高功率（100w至3kw）的连续导电模式（ccm）升压转换器而设计。除通常的固定输出电压控制外，它还以输出电压跟踪输入电压的形式工作，称为跟随升压。ncp1653尽管结构简单（8引脚封装），但具有许多较复杂控制器所含的功能：平均电流模式或电压模式控制、软启动、vcc滞后欠压闭锁、欠压、过压和过载保护以及滞后热关机等。 ncp1601为较低功率范围（最高300w）pfc升压电路设计的控制器。该控制器能在定频非连续导电模式（dcm）和/或可变频率临界导电模式（crm）中工作，充分利用两种模式的优势。在dcm中它可与外部频率源同步化或设为固定频

选择正确的功率因数校正(PFC)拓扑

年来，此方法获创新的改进，提升了效率，mc33260 pfc 控制器提供跟随升压选项，通过使升压转换器的输出电压随着线路电压的变化而变化，降低了33%的 mosfet 导电损耗，减小了43%的升压电感尺寸。此外，专为crm和dcm应用而设计的升压二极管可提供更佳的正向压降(mur450, mur550)。然而，crm pfc仍受到一些限制，如较难过滤的可变频率和接近零交叉的高开关频率。 b. 不连续导电模式(dcm) pfc -此创新的方案延承了crm的优点，并消除了若干限制，安森美半导体的ncp1601 dcm/crm控制器便是一例。此器件可完全在dcm中工作并保持恒频，也可以部分在crm模式中工作。在第二种情况下，峰值电流与crm维持在同一水平，但最高频率明显降低，减轻了滤波负担。降低开关频率的另一大优点是有助降低轻载或空载功耗，以满足各种高能效标准。ncp1601 [3] 具有专利控制架构，通过模式转换保持pfc，提供比其它方法更为卓越的性能。图2显示了ncp1601a在100 w中的应用，这种方法简单且有效 - 110 vac 和满载时的功率因数超过0.99且效率高达 94%。 图2

电源管理趋势探讨

大多数pwm控制芯片都具有待机功能。芯片本身可以通过检测电路工作状态，在空载或轻载情况下自动实现待机功能。为进一步降低待机能耗，从系统设计角度考虑，安森美还推出了极低待机能耗的pwm控制芯片ncp1230/1，该系列产品可在轻载/空载时关断功率因数校正（pfc），消除了一个功率环节，降低了整个系统待机能耗，该产品适用于笔记本电脑、显示器等适配器电源。 特别值得一提的是今年一季度推出的适用于适配器、含pfc级的高效率、超低待机能耗电源方案ncp1603。该芯片内置非连续电流型pfc控制芯片ncp1601和电流型pwm控制芯片ncp1230，将pfc和pwm芯片集成于一体，充分结合两种芯片的优点，避免了两段设计常见的频率同步问题并在轻载/空载情况下关断pfc段，实现了超低待机能耗。 来源:小草

NCP1601组成的100W断续导通型PFC控制电路图

     用 NCP1601制作100W PFC电路：

　　图1给出了电路原理。

NCP1601BPG的技术参数

产品型号:NCP1601BPG
功率级别:Up to 400W
功率因子修正方法:Voltage mode boost
操作模式:固定频率DCM
封装/温度(℃):DIP-8/-40~125
描述:过压、可编程过流和过温保护的功率因子修正器
价格/1片(套):￥7.20


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NCP1601BDR2G的技术参数

产品型号:NCP1601BDR2G
功率级别:Up to 400W
功率因子修正方法:Voltage-mode boost
操作模式:固定频率DCM
封装/温度(℃):SOIC-8/-40~125
描述:过压、可编程过流和过温保护的功率因子修正器
价格/1片(套):￥5.90


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NCP1601APG的技术参数

产品型号:NCP1601APG
功率级别:Up to 400W
功率因子修正方法:Voltage mode boost
操作模式:固定频率DCM
封装/温度(℃):DIP-8/-40~125
描述:过压、可编程过流和过温保护的功率因子修正器
价格/1片(套):￥7.20


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NCP1601ADR2G的技术参数

产品型号:NCP1601ADR2G
功率级别:Up to 400W
功率因子修正方法:Voltage mode boost
操作模式:固定频率DCM
封装/温度(℃):SOIC-8/-40~125
描述:过压、可编程过流和过温保护的功率因子修正器
价格/1片(套):￥5.90


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安森美：全高清电视的电源发展趋势解析

mosfet和变压器中的电流规格是半桥结构的一半，它能够通过隔离变压器直接驱动功率mosfet，更易于实现初级端过流保护(ocp)等。 为了更好应对市场对更大尺寸lips液晶电视的需求，安森美半导体正在开发下一代的lips液晶电视参考设计，并计划于2009年中推出46/47英寸参考设计。在lips逆变器部分，采用与32英寸方案相同的全桥逆变器和背光控制器lx6503，但输出功率大幅提高，可以驱动更多的ccfl灯。而在系统主板电源方面，可以根据具体设计要求来灵活选择安森美半导体的解决方案，如ncp1601、ncp1606或ncp1631等pfc控制器，以及ncp1351或ncp1379等pwm控制器。这新的解决方案采用带有继电器的专用待机开关电源，支持低至150mw的超低待机能耗。这解决方案电路板上的元件高度低于16mm(系统总度度低于20mm)，支持更纤薄液晶电视设计。安森美半导体的这些液晶电视参考设计完全符合“能源之星”规范对全高清电视的能耗要求，并有较大的裕量。 值得一提的是，美国/北美和中国/欧盟等不同区域市场对电源的要求不尽相同，安森美半导体针对世界上不同区域的不同电源要求，提供

安森美推出适用于电脑及白色家电的控制器

安森美半导体(on semiconductor)日前推出两款为输入电平在75w至几千瓦(kw)的电源而设计的全新功率因素校正(pfc)控制器——ncp1653和ncp1601。该器件适用于电视机、平板显示器、台式电脑和笔记本适配器smps、离线电池充电器，以及电冰箱、洗衣机和干衣机等白色家电中的功率因素校正。 其中，ncp1653是一款定频、电流模式pfc控制器，为有效驱动需要中高功率(100w至3kw)的连续导电模式(ccm)升压转换器而设计。除通常的固定输出电压控制外，它还以输出电压跟踪输入电压的形式工作，称为跟随升压。ncp1653采用结构简单的8引脚封装，但具有许多较复杂控制器所拥有的功能，包括平均电流模式或电压模式控制、软启动、vcc滞后欠压闭锁、欠压、过压和过载保护以及滞后热关机等。 而ncp1601是一款为较低功率范围(最高300w)pfc升压电路设计的控制器。该控制器能在定频非连续导电模式(dcm)和/或可变频率临界导电模式(crm)中工作。在dcm中它可与外部频率源同步化或设为固定频率。当负载和线路条件使其接近连续导电模式时，输出驱动延迟，导致其在“工作频率

安森美推出广泛电源应用的功率因素校正控制器

安森美半导体持续为电源制造商提供降低待机和工作能耗的创新方案，推出两款为输入电平在75瓦（w）至几千瓦（kw）的电源而设计的全新功率因素校正（pfc）控制器。全新ncp1653和ncp1601控制器是电视机、平板显示器、台式电脑和笔记本适配器smps、离线电池充电器以及电冰箱、洗衣机和干衣机等白色家电中功率因素校正的理想选择。 ncp1653为定频、电流模式pfc控制器，为有效驱动需要中高功率（100w至3kw）的连续导电模式（ccm）升压转换器而设计。除通常的固定输出电压控制外，它还以输出电压跟踪输入电压的形式工作，称为跟随升压。ncp1653尽管结构简单（8引脚封装），但具有许多较复杂控制器所含的功能：平均电流模式或电压模式控制、软启动、vcc滞后欠压闭锁、欠压、过压和过载保护以及滞后热关机等。 ncp1601为较低功率范围（最高300w）pfc升压电路设计的控制器。该控制器能在定频非连续导电模式（dcm）和/或可变频率临界导电模式（crm）中工作，充分利用两种模式的优势。在dcm中它可与外部频率源同步化或设为固定频率。当负载和线路条件使其接近连续导电模式时，输出

选择正确的功率因数校正(PFC)拓扑

法。近年来，此方法获创新的改进，提升了效率，mc33260 pfc 控制器提供跟随升压选项，通过使升压转换器的输出电压随着线路电压的变化而变化，降低了33%的mosfet导电损耗，减小了43%的升压电感尺寸。此外，专为crm和dcm应用而设计的升压二极管可提供更佳的正向压降(mur450, mur550)。然而，crm pfc仍受到一些限制，如较难过滤的可变频率和接近零交叉的高开关频率。 b. 不连续导电模式(dcm) pfc-此创新的方案延承了crm的优点，并消除了若干限制，安森美半导体的ncp1601 dcm/crm控制器便是一例。此器件可完全在dcm中工作并保持恒频，也可以部分在crm模式中工作。在第二种情况下，峰值电流与crm维持在同一水平，但最高频率明显降低，减轻了滤波负担。降低开关频率的另一大优点是有助降低轻载或空载功耗，以满足各种高能效标准。ncp1601[3]具有专利控制架构，通过模式转换保持pfc，提供比其它方法更为卓越的性能。图2显示了ncp1601a在100w中的应用，这种方法简单且有效-110 vac和满载时的功率因数超过0.99且效率高达94%。 图2 ncp16

安森美半导体高效电源管理技术助力节能环保

最高峰值电压，对应用的功耗进行优化。 功率因数校正解决方案 降低谐波的pfc能力可以集成在许多电源设计当中。但是设计人员在满足一些认证要求及其客户期望的成本时，通常需要面对集成合适pfc段的难度。许多新的pfc拓扑结构和元件的出现，有助于设计人员优化设计以满足给定应用的需求，还可以最大限度地降低设计人员满足认证要求的难度。这种方法可以通过简化主要功率转换级的设计和不使用常见的波段开关和保持电容器等元件而获得更多的好处。 去年，安森美半导体就推出了两款pfc控制器ncp1653和ncp1601，两款器件是为输入功率在75 w至几千瓦的电源设计的，适用于电视机、平板显示器、台式电脑和笔记本适配器开关电源、离线电池充电器，以及电冰箱、洗衣机和干衣机等白色家电中的功率因素校正应用。 今年，该公司又扩展了四款pfc控制器，适用于照明、电源适配器、atx电源、平板电视和其他电源应用，可促进符合全球新兴能源效率和功率因数标准的高效电源开发。 其中的ncp1605是一款强化型高电压和高效率待机模式pfc制器，采用定频(fixed frequency)非连续导电模式（dcm，discon

NCP1601组成的100W断续导通型PFC控制电路图

用 ncp1601制作100w pfc电路： 图1给出了电路原理。 图1 ncp1601组成的100w断续导通型pfc控制电路 ncp1601 a是安森美公司最新的为小功率pfc设计的产品。它可以工作在两种工作状态：即断续导通型（dcm）和临界导通型（crm）。dcm 的特色在于能限制最大开关频率，以便简化前端的emi设计。而crm型则可以限制电感中的电流应力，以节省mosfet和快速二极管的成本、尺寸以及可靠性。 通用的小功率pfc控制方法通常都是采用临界导通型（crm），它可以改变开关频率。crm方式的开关频率可以变得非常高，它出现在正弦波零跨跃时，但有时高的开关频率使得crm方式的emi问题几乎无法解决。当然，crm有一个超过定频dcm方式的优点9即只有较低的峰值电流，这对于pfc是非常羹要的。crm在大电流应力的瞬间更可取一些。作为结果，ncp1601 a开发成具有dcm 和crm两者优点的pfc控制 ic。变换器使用ncp1601 a在多数应力状态时要工作在crm状态下，而就在零跨跃的瞬间能工作在dcm状态下。 来源:秫秫