基于安森美NCP1937控制器的高效、低能耗75W+電源

圖4顯示了此演示板在不同輸出功率條件下的能效測(cè)試數(shù)據(jù)及曲線圖。測(cè)試顯示，這85 W演示板在115 Vac、92.99 W輸入功率(Pin)條件下，能效達(dá)91.28%;在230 Vac、91.85W Pin條件下，能效達(dá)92.41%;平均能效高達(dá)90.18%。

此演示板在輕載條件下的能耗極低，也提供較高能效。如在115Vac、5.027W Pin條件下，能效達(dá)79.85%;而在115 Vac、11.640 W Pin條件下，能效達(dá)85.91%。而在230Vac、5.055W Pin條件下，能效達(dá)79.13%;在230Vac、11.869W Pin條件下，能效達(dá)84.25%。

如前所述，NCP1937包含獨(dú)特的省電模式(PSM)，能夠用于在空載條件下將適配器待機(jī)能耗降至最低。PSM工作采用外部控制信號(hào)來(lái)控制。實(shí)際上，次級(jí)端控制器NCP4355感測(cè)電源(VOFFDET)的輸出負(fù)載。當(dāng)檢測(cè)到輕載條件時(shí)，控制器將通過(guò)光耦發(fā)送信號(hào)，指令NCP1937進(jìn)入省電模式。指令信號(hào)通過(guò)將PSTimer引腳拉至高于3.5 V閾值，迫使控制器進(jìn)行省電模式(PSM)。而在PSM下，VCC將能夠放電，直至達(dá)到穩(wěn)壓點(diǎn)。實(shí)際上，NCP1937通過(guò)每半個(gè)周期交替導(dǎo)通HV/X2及BO/X2啟動(dòng)電路，將VCC穩(wěn)壓至VCC(PS_on)，通常是11 V。此85 W演示板采用雙線連接時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)顯示：115 Vac時(shí)，NCP1937在省電模式能耗僅為4.82 mW;265 Vac時(shí)，NCP1937在省電模式下的能耗為8.68 mW。

1) 檢測(cè)到移除交流電壓(撥出AC插頭)時(shí)，BOX2及HVX2引腳上的電壓變?yōu)殪o態(tài)。額定的95 ms定時(shí)器計(jì)時(shí)必須用完，以使控制IC通報(bào)交流電壓已移除。通報(bào)交流線路移除時(shí)驅(qū)動(dòng)脈沖停止。

2) Vcc電壓由內(nèi)部下拉電流源(額定電流11.5 mA)放電至Vcc(off)閾值。

3) 一旦Vcc被下拉至Vcc(off)，啟動(dòng)電流源以額定3.75 mA電流導(dǎo)通，并將X2電容中存儲(chǔ)的電荷傳輸至Vcc電容。

根據(jù)VCC電容與X2電容的相對(duì)尺寸大小 ，有可能使Vcc電壓到達(dá)Vcc(on)閾值并重啟控制器。然后必須再次檢測(cè)到移除交流線路。

NCP1937也能在較高負(fù)載條件下提供優(yōu)異的功率因數(shù)。測(cè)試顯示，此85 W演示板在115 Vac條件下50%、75%和100%負(fù)載時(shí)的功率因數(shù)分別達(dá)0.978、0.984和0.985;在230 Vac條件下75%和100%負(fù)載時(shí)的功率因數(shù)分別達(dá)0.943和0.956。

小結(jié)：

安森美半導(dǎo)體的NCP1937組合控制器集成了PFC控制器和準(zhǔn)諧振反激控制器，是一款高能效、低待機(jī)能耗(可低于10 mW)的方案，適合75 W以上功率的電源應(yīng)用，如筆記本及臺(tái)式一體機(jī)電源適配器。本文介紹了NCP1937的關(guān)鍵特性以及基于NCP1937開(kāi)發(fā)的85 W電源適配器演示板能效測(cè)試結(jié)果，闡釋了部分關(guān)鍵功能的工作原理，幫助設(shè)計(jì)人員更好了解這組合控制器的特性及優(yōu)勢(shì)，以開(kāi)發(fā)高能效、低待機(jī)能耗的75 W以上電源方案。