1. <ruby id="2zwku"></ruby>
      <samp id="2zwku"></samp>

        <em id="2zwku"><th id="2zwku"></th></em>

          <ol id="2zwku"></ol>
        1. 你的位置:首頁 > 電源管理 > 正文

          高能效、小外形的240W電源適配器參考設計

          發布時間:2023-10-16 來源:onsemi 責任編輯:wenwei

          【導讀】電源適配器的發展趨勢是高頻高密度及小型化,為了滿足散熱的要求,高效率是最重要的指標之一,所以對于數百瓦的電源方案,圖騰柱PFC及LLC架構是目前最好的選擇。安森美(onsemi)最新推出的240 W圖騰柱PFC配合最新的電流模式LLC控制器所做的48V5A參考設計(圖1),在230Vac和48V輸出條件下,四點平均能效達到94.76%,在230Vac和48V5A時,效率高達96.5%, 待機功耗在300mW以下,且PCBA尺寸僅89mm x 53mm x 21 mm,功率密度為39.7W/立方英寸,并且采用低成本的雙層PCB設計,是下一代PD3.1 EPR多口快充、工業通信電源、電動工具快充等的理想選擇方案。


          1.jpg

          圖1:240W圖騰柱PFC配合高頻LLC控制器的超高密度電源適配器參考設計方案


          該方案的PFC使用NCP1680 CRM模式,具有谷底同步頻率反走的圖騰柱PFC控制器,配合2只65mohm的SJ FET和2只50mohm的drive GaN,組成高效的PFC電路(圖2),在90Vac和滿載情況下PFC的效率高達97%, 在后級輕載模式下PFC自動進入間歇工作模式以降低開關損耗。


          1694666006508900.png

          圖2:240W圖騰柱PFC電路原理圖


          PWM部分使用安森美的NCP13994高頻電流模式LLC 控制器及2只75mohm的drive GaN組成。同步整流控制器使用兩只NCP4306獨立控制每一路輸出,使得layout非常簡單合理,輸出整流采用120V,4mohm的SJ FET FDMS4D0N12C(圖3)。


          提高工作頻率可縮小電源尺寸,該LLC設計的諧振頻率在200KHz左右,在PFC輸出為390V、輸出滿載的情況下,LLC實際工作頻率達~175 KHz。為了提高LLC輕載的效率,LLC被設計在標準skip模式下工作,并且skip in和skip out的負載點可以通過兩個外部電阻任意設定。LLC的brown out功能是通過PFC OK端子產生的對應于PFC輸出的電流源產生的電壓,再通過VBULK腳的外部分壓電阻來任意設定,由于PFCOK的最高輸出電壓只有5V,所以這個外部的分壓電阻產生的損耗可以或略不計。


          PFC和LLC的啟動電壓都是通過LLC的高壓恒流源來提供,由于PFC的啟動電壓低(10V左右),所以當LLC的高壓恒流源給VCC電容充電到PFC的Vcc_on電壓后PFC開始工作,PFC的輸出電壓開始上升,同時LLC的高壓恒流源繼續給Vcc電容充電, 在到達LLC的Vcc_on電壓以前PFC的輸出電壓達到正常值,PFCOK信號正常,VBULK電壓達到1V門限電壓以上,這時VCC電壓升到Vcc_on的開啟電壓后LLC開始工作, 整個啟動工作完成進入正常操作狀態。


          變壓器初次級各有一個獨立的繞組經全波整流后給初級及次級供電。由于次級同步整流IC的VCC電壓及參考基準NCP431的電壓限制,為了降低不必要的損耗加上了次級的輔助供電繞組。


          1694665990508664.png

          圖3:LLC部分DC-DC原理圖


          能效測試


          該方案在全電壓范圍段的輸入功率小于300mW, 待機功耗,48V下PF曲線及滿載能效曲線如下圖4。PFC的輸入電壓電流波形及LLC的輕載SKIP波形如圖5和圖6。


          1694665976880412.png

          1694665965488009.png

          圖4:待機功耗和能效曲線


          1694665951292620.png

          圖5:TPPFC的操作波形


          1694665935914238.png

          圖6:LLC的SKIP波形


          安全保護功能


          該高頻高密度電源方案集成豐富的安全和保護功能,包括:過壓保護(OVP)、過流保護(OCP)、短路保護(SCP)、過溫保護、開環保護、X2電容放電等。OVP和OTP保護可以通過LLC fault腳外部的穩壓管及NTC來設定。OCP及SCP可以通過LLC的CS腳的電流取樣電路來設定,開環保護通過FB的最大電壓檢測來實現。


          熱性能測試


          由于非常高的效率,該方案在沒有加任何導熱材料及主動散熱的情況下,靠自然散熱得到下列的熱成像圖(圖7),該熱成像圖是在滿載工作30分鐘后測得。


          8.jpg

          圖7:240W超高密度電源適配器參考設計熱成像



          免責聲明:本文為轉載文章,轉載此文目的在于傳遞更多信息,版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題,請聯系小編進行處理。


          推薦閱讀:


          高功率降壓轉換的散熱評估測試原理概述

          電源模塊輸出為何振蕩?

          應對汽車ADAS電源管理設計挑戰,誰是你心儀的“芯”方案?

          ADI助力變送器從傳統環路供電到工業4.0智能化轉變

          進軍軟磁材料 龍磁科技將如何整合原有優勢

          特別推薦
          技術文章更多>>
          技術白皮書下載更多>>
          熱門搜索
          ?

          關閉

          ?

          關閉

          亚洲欧美日韩综合在线|国产高清JAPANESE国产|2020精品视频自拍|aⅴ精品aⅴ一区二区三区