基于onsemi NCP1568 適配器方案

如何設(shè)計(jì)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(gè)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(gè)60W的 USB PD設(shè)計(jì)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?fù)浼軜?gòu)的開關(guān)內(nèi)有變壓器和MOSFET，開關(guān)的時(shí)候會(huì)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(shí)還會(huì)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(jì)體積越小，那么開關(guān)頻率就要越高，這樣就會(huì)帶來更多損耗。

而有源鉗位反擊拓?fù)渲?，?huì)多增加一個(gè)MOSFET，多增加一個(gè)電容，但同樣有吸收能量的地方。當(dāng)MOSFET關(guān)閉的時(shí)候，全部的能量都可以送到電容中存儲(chǔ)起來，可以重新利用。每一個(gè)開關(guān)都是零電壓開關(guān)，因此并沒有損耗。在關(guān)掉的時(shí)候，也可以將會(huì)產(chǎn)生EMI損耗的能量全部重新利用。有源鉗位拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)這樣既實(shí)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(diǎn)。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(dòng)。因?yàn)樵谖磥鞺SB PD的使用場(chǎng)景中，因?yàn)榻涌诘慕y(tǒng)一，同一個(gè)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(jī)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(duì)負(fù)載點(diǎn)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(shí)間，能夠?qū)⒁粋€(gè)開關(guān)操作做的非常完美。

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

?場(chǎng)景應(yīng)用圖

?產(chǎn)品實(shí)體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

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(shí)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(jī)功耗<30Mw 3. 高壓（HV）啟動(dòng)

 . 700V HV啟動(dòng)JFET

 . 集成高壓開關(guān)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)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