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分析90W反激式单级PFC变换器原理与设计

路的控制器lc品种和型号非常多，相关设计技术早已十分成熟，而单极pfc专用控制器芯片，长时间没有问世。迄今为止，单级pfc控制ic仅有两款：一个是数字单级pfc控制器iw2202，另一个则是安森美半导体公司推出的ncpl651。ncpl65l是一种适用于反激式拓扑的单级pfc控制器。基于ncpl65l的反激式隔离变换器，可提供中、高dc输出电压和50～250w的输出功率，满足iec1000-3-2谐波电流限制要求，并能将初级侧电压限制在700v之内。 1 ncpl65l的结构与主要特点 ncp1651采用16引脚soic封装，其中引脚14和15未连接。ncp1651的芯片电路组成与ncpl650的内部结构存在很多相同之处，其内部结构框图如图1所示。 点击看原图 ncp165i的各个引脚功能见表1。 ncpl65l是一种固定频率平均电流模式pwm单级pfc控制器，被用作驱动工作在连续导电模式（ccm）或不连续导电模式（dcm）的反激变换器拓扑，并编程平均输入电流跟随ac线路电压。利用平均电流模式控制ccm算法，可以限制峰值初级电流，提供接近于1的功率因数。ncp1651内置高压

ONSEMI 第四款GreenPoint参考设计

市场提供高能效的终端产品。” 参考设计 新型greenpoint适配器参考设计的能效为90%。该设计采用专利的单段拓扑结构，需要的元件数量远少于传统的两段方案。该参考设计符合oem对表面温度和100微安（μa）以下泄漏电流方面的要求。 为减小输出纹波，并将谐波电流维持在iec1000-3-2规定的d类要求内，该参考设计采用了energy recovery systems corporation开发的双环纹波/功率因数优化技术，该公司是安森美半导体在这创新适配器参考设计的技术及产品开发合作伙伴。 ncp1651是该参考设计的主导器件。该器件是专为50/60 hz电源系统中通用输入范围内（85 v ac- 265 v ac）工作的有源功率因数校正控制器。它为中高输出电压要求的隔离交流—直流转换器提供了成本低、元件数量少的解决方案 ，而且轻易满足50 w - 250 w范围转换器的iec1000-3-2谐波要求。ncp1651采用乘法器设计专利技术，与传统模拟乘法器相比，操作更精确。该器件採用soic-16封装，每2,500件的批量单价为1.82美元。 其他的支持性器件 ? tl431——可编程精密参考

DC-DC有源箝位正激拓扑技术

式电源。表1总结了集中式和分布式电源系统的差异。 48v架构继续成为电信市场的主导,并且已经适用于许多网络和高端计算应用中。图1给出了48v分布式电源的架构,在系统前端包括具有功率因数修正(pfc)的隔离式ac-dc变换,以满足减少谐波的要求。乍看之下,在ac-dc变换中加入pfc前端增加了系统的成本、复杂性和潜在效率损失。但是,通过提供预稳压和减小输入端峰值电流,pfc电路实际上有助于优化系统性能。在功率较低(< 250 w)的情况下,系统的成本和性能可以通过使用安森美半导体的ncp1651中独有的单级方法加以优化[1] 。 板上电源架构包括从48v母线进行的隔离dc-dc转换。尽管48v母线应该已经妥善稳压(±5%),电信系统也要求通过电池备份进行工作,结果导致板上dc-dc变换器的输入电压规格更宽(一般为36??72v)。处理这么宽的电压范围对dc-dc 变换器提出了独特的挑战。此外,电压较低(<3.3v)、电流较大(>30a)的输出也使实现高效的功率转换变得更加困难。虽然设计这些变换器是可行的,但是挑战并不仅仅来自于电路设计,还必须特别关注emi、散热和封装问题

实现高能效、低待机能耗及功率因数校正的电源和适配器方案

a（22 w连续功率）离线电源，采用ncp1028单片开关稳压器；简单紧凑的设计可实现低emi和高能效，可用于白家电、电表、低能耗通信设备。 图8:22 w离线正激转换器电源 全面的高能效控制器及分立器件组合 除了上述电源参考设计，安森美半导体还提供全方位的电源半导体器件，从高度集成的功率因数控制器、ac-dc控制器、dc-dc控制器到分立式mosfet、整流器、二极管和晶体管等。 1） 功率因数控制器：包括ncp1605、ncp1607、ncp1608、ncp1631、ncp1651、ncp1652、ncp1653和ncp1654等。全面的产品组合支持各种pfc拓扑结构，包括8引脚连续导电模式（ccm） pfc控制器、8引脚临界导通模式（crm） pfc控制器、集成crm和固定频率不连续导电模式（dcm）的pfc控制器、单段反激式pfc控制器，以及2相交错式pfc控制器等。 表1:安森美半导体各种拓扑结构的高能效pfc控制器概览 2） 次级端控制器：ncp4303可实现ccm、dcm和qr反激式应用的同步整流控制、精确的真正次级端零电流检测（带可调节阈值），还有

安森美电源开关用整装同步整流器

nis6111能阻塞达24伏（v）的电压，且在20安培正向电流时的典型正向压降为0.1v。阻塞60v和100v电压的版本将于2005年后期推出，进一步扩大bers系列。 除开关电源设计外，nis6111还可作为服务器和电信设备等常用产品中的oring二极管。它提供的解决方案不像分立的oring控制器和mosfet那样容易受到印制电路板布局问题的影响，这类问题包括振荡或较慢的故障恢复速度。此外，nis6111还可增加额外的mosfet，提高其功率处理能力。 nis6111可以和ncp1207，ncp1651等初级端pwm控制器协同工作，使设计更简单且更具可购性。 nis6111采用9mm x 9mm qfn封装，每10,000件的批量单价为2.99美元。现已提供演示板。 来源:零八我的爱

NCP1651DR2G的技术参数

产品型号:NCP1651DR2G
功率级别:Up to 200W
PFC级别:DCM或CCM反馈
PWM级别:DCM或CCM反馈
封装/温度(℃):SOIC-16/-40~125
描述:PFC和PWM合成控制器
价格/1片(套):￥18.20


  来源:

• 针对不同LED照明应用的电源解决方案

  交流线路中谐波的规范。就照明应用而言，如果输入功率大于25 w(c类)，这个规范就会适用。此外，即使在某些地区并不要求遵从这项iec规范，也可能对最低功率因数提出要求。这样一来，这些应用中就需要前端pfc控制器。增加这样一个段会导致符合能效和空间等其它系统要求方面的困难，除非作出明智的选择。 幸运的是，安森美半导体深刻理解这些挑战，拥有创新的pfc控制器产品阵容，符合设计人员对简单、紧凑和强固解决方案的期望。安森美半导体不仅支持传统的2段式应用，也推出了数款进一步简化设计的独特解决方案，如ncp1651单段式反激控制器。 ncp1651在单芯片解决方案中集成了功率因数校正和转换器，带有外部fet，允许根据所需功率实现可扩展的解决方案。ncp1651具有隔离型降压功能，支持连续或不连续模式操作，并支持平均电流模式控制(acmc)和固定频率控制，其高精度乘法器可用于降低总体谐波失真(thd)。它还具有过温关闭和外部关闭等功能。这款单段式pfc控制器适合于电子镇流器、街灯、交通信号灯和照明等应用。 对于输入功率介于25 w和60 w之间的led照明应用而言，可以采用ncp1351这样的p

• 安森美90瓦电源适配器符合欧美标准，用于笔记本电脑

  duct)要求。新型greenpoint适配器参考设计的能效为90%。该设计采用专利的单段拓扑结构，需要的元件数量远少于传统的两段方案。该参考设计符合oem对表面温度和100微安(μa)以下泄漏电流方面的要求。据介绍，为减小输出纹波，并将谐波电流维持在iec1000-3-2规定的d类要求内，该参考设计采用了energy recovery systems corporation开发的双环纹波/功率因数优化技术，该公司是安森美半导体在这创新适配器参考设计的技术及产品开发合作伙伴。 ncp1651是该参考设计的主导器件。该器件是专为50/60hz电源系统中通用输入范围内(85vac-265vac)工作的有源功率因数校正控制器。它为中高输出电压要求的隔离dc-dc转换器提供了成本低、元件数量少的解决方案，而且轻易满足50w-250w范围转换器的iec1000-3-2谐波要求。ncp1651采用乘法器设计专利技术，与传统模拟乘法器相比，操作更精确。该器件採用soic-16封装，每2,500件的批量单价为1.82美元。其他的支持性器件包括可编程精密参考tl431、单电源双运算放大器lm358、

• 安森美推出业内首款集成型同步整流器

  率mosfet耦合在一起，产生一个与mosfet具有相同正向压降特性的二极管。其阻断电压达24v，典型正向电压降0.1v，正向电流20a。阻断电压60v和100v的版本将于2005年末推出，以扩展bers系列。 除了采用开关电源设计，nis6111还可作为服务器和电信设备中常用的oring二极管。它提供的解决方案不像分离的oring控制器和mosfet那样容易受到印刷电路板布局问题的影响。此外，还可以增加额外的mosfet，以提高其功率处理能力。 nis6111可以和ncp1207，ncp1651等初级端pwm控制器搭配使用，有助于简化设计，减低成本。 nis6111采用9×9mm qfn封装，10,000片采购时价格2.99美元(仅供参考)。现已提供展示板。

• 安森美推出电源开关应用的整装同步整流器

  111能阻塞达24伏（v）的电压，且在20安培正向电流时的典型正向压降为0.1v。阻塞60v和100v电压的版本将于2005年后期推出，进一步扩大bers系列。 除开关电源设计外，nis6111还可作为服务器和电信设备等常用产品中的oring二极管。它提供的解决方案不像分立的oring控制器和mosfet那样容易受到印制电路板布局问题的影响，这类问题包括振荡或较慢的故障恢复速度。此外，nis6111还可增加额外的mosfet，提高其功率处理能力。 nis6111可以和ncp1207，ncp1651等初级端pwm控制器协同工作，使设计更简单且更具可购性。 nis6111采用9mm x 9mm qfn封装，每10,000件的批量单价为2.99美元。现已提供演示板。

• 选择正确的功率因数校正(PFC)拓扑

  必须解决二极管反向恢复问题。 c. 如功率水平在150w与250w之间，方案的选择则取决于设计人员的磁件设计水平(crm和dcm方案的升压电感更具挑战性)，但ccm方案虽然较为昂贵，但较有把握。随着ncp1653的推出，成本问题已获解决。 2. 其它系统要求 拓扑的选择还取决于其它系统要求。例如，如果需要使系统中的频率同步，则不能采用crm。此外，如果第二个功率段可处理较大范围(在某些功率序列安排中可能需要)的输入电压，则应选择跟随升压。最后，如果电源的输出电压未有严格规定，则最好采用ncp1651提供的单段隔离pfc解决方案。 结语 设计人员可试验各种功率因数校正方案，以选择适合其应用的最佳方案。利用易用的设计工具可以快速顺利地完成此任务。随着世界各地监管机构日益加强能源监管的参与力度以及全球化步伐进一步加快，将有越来越多的系统需采用pfc电路。在此情况下，设计人员必须熟悉各种可选方案，以选择最适合其应用的方案。 参考文献： 1. olivier meilhon, kristie valdez, dhaval dalal, power factor correction han