《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 電源技術 > 設計應用 > 設計更高能效、極低EMI準諧振適配器
設計更高能效、極低EMI準諧振適配器
安森美半導體供稿
摘要: 本文探討了準諧振轉換器的基本特點、存在的問題及不同的解決方法,介紹了基于帶谷底鎖定準諧振和VCO兩種工作模式的最新準諧振控制器NCP1379和NCP1380的工作原理及關鍵保護特性,并簡要分析了其應用設計過程。測試結果顯示,這兩款準諧振控制器能用于設計更高工作能效和極低待機能耗的準諧振適配器,滿足相關能效標準的要求。值得一提的是,優化電路后還能進一步提升能效及降低能耗,有助于滿足更嚴格能效標準要求。
Abstract:
Key words :

準方波諧振轉換器也稱準諧振(QR)轉換器,廣泛用于電源適配器。準方波諧振的關鍵特征是金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)在漏極至源極電壓(VDS)達到其最低值時導通,從而減小開關損耗及改善電磁干擾(EMI)信號。

 準諧振轉換器采用不連續導電模式(DCM)工作時,VDS必須從輸入電壓(Vin)與反射電壓(Vreflect)之和降低到Vin。變壓器初級電感(Lp)與節點電容(Clump,即環繞MOSFET漏極節點的所有電容組合值,包括MOSFET電容和變壓器寄生電容等)構成諧振網絡,Lp與Clump相互振蕩,振蕩半周期以公式 計算。

 然而,自振蕩準諧振轉換器在負載下降時,開關頻率上升;這樣,在輕載條件下,如果未限制開關頻率,損耗會較高,影響電源能效;故必須限制開關頻率。

 限制開關頻率的方法有兩種。第一種是傳統準諧振轉換器所使用的帶頻率反走的頻率鉗位方法,即通過頻率鉗位來限制開關頻率。但在輕載條件下,系統開關頻率達到頻率鉗位限制值時,出現多個處于可聽噪聲范圍的谷底跳頻,導致信號不穩定。

 為了解決這個問題,就出現第二種方法,也就是谷底鎖定,即在負載下降時,在某個谷底保持鎖定,直到輸出功率大幅下降,然后改變谷底。輸出功率降低到某個值時,進入壓控振蕩器(VCO)模式,參見圖1。具體而言,反饋(FB)比較器會選定谷底,并將信息傳遞給計數器,FB比較器的磁滯特性就鎖定谷底。這種方法在系統負載降低時,提供自然的開關頻率限制,不會出現谷底跳頻噪聲,且不降低能效。

F1

圖1:谷底鎖定方法示意圖。

 最新準諧振控制器NCP1379/NCP1380概覽

NCP1379和NCP1380是安森美半導體新推出的兩款高性能準諧振電流模式控制器,特別適合適配器應用。作為應用上述第二種方法的控制器,NCP1379和NCP1380包括兩種工作模式:一為準諧振電流模式,帶谷底鎖定功能,能消除噪聲;二為VCO模式,用于在輕載時提升能效。這兩款器件還提供多種保護功能,如過載保護(OPP)、軟啟動、短路保護、過壓保護、過溫保護及輸入欠壓保護。

 就工作原理而言,在帶谷底鎖定的準諧振模式,控制器根據反饋電壓鎖定至某個谷底(最多到第4個谷底),峰值電流根據反饋電壓來調整,提供所需的輸出功率。這樣,就解決了準諧振轉換器的谷底跳頻不穩定問題,且與傳統準諧振轉換器相比,提供更高的最小開關頻率及更低的最大開關頻率,還減小變壓器尺寸。 

而在反饋電壓小于0.8 V(輸出功率減小)或小于1.4 V(輸出功率上升) 時,控制器進入VCO模式,此時峰值電流固定,為最大峰值電流的17.5%,而開關頻率可變,由反饋環路設定。

 在保護功能方面,這兩款器件以讀取輔助繞組電壓結合提供過零檢測(ZCD)和過載保護功能(參見圖2),其中在MOSFET關閉期間(輔助繞組正電壓)使用ZCD功能,而在MOSFET導通期間(輔助繞組負電壓)使用OPP功能,能夠根據ZCD電壓減小峰值電流。 OPP Schematic         

圖2:NCP1379/NCP1380結合提供ZCD和OPP功能

 此外,這兩款控制器內置80 ms定時器,用于短路驗證。還提供繞組短路保護功能,以額外的電流感測(CS)比較器及縮短時間的前沿消隱(LEB)來檢測繞組短路,當電流感測電壓(VCS)達到電流感測電壓閾值(VILIM)的1.5倍后就關閉控制器。

 值得一提的是,NCP1380提供A、B、C和D等不同版本,用以滿足客戶不同的保護需求。例如,四個版本均提供過壓保護功能,而其中NCP1380A和NCP1380B提供過溫保護,NCP1380C和NCP1380D提供輸入過壓保護;另外,NCP1380A和NCP1380C提供過流保護閂鎖,而NCP1380B和NCP1380D提供過流保護自動恢復功能。此外,NCP1380A和NCP1380B在同一引腳上結合了過壓保護和過溫保護功能,而NCP1380B、NCP1380D及NCP1379在同一引腳上結合了過壓保護和輸入欠壓保護功能,這樣就減少了外部元件需求。

 應用設計過程

假定我們的目標電源規格為:輸入電壓85至265 Vrms,輸出電壓19 V,輸出功率60 W,最小開關頻率45 kHz(輸入電壓為100 Vdc時),采用600 V MOSFET,230 Vrms時待機能耗低于100 mW。這樣,我們可將應用設計過程分解為多個步驟。

 1)     準諧振變壓器參數計算

匝數比:  
初級峰值電流:

 初級電感:

 

最大占空比: 

初級均方根(RMS)電流:

 

次級均方根(RMS)電流:

2)     預測開關頻率

負載下降時,控制器會改變谷底。問題在于如何才能預測負載變化時開關頻率怎樣變化。實際上,功率增加或減小時,控制器用以改變谷底的反饋(FB)電平也不同,正是借此特性提供谷底鎖定。知道反饋電平閾值后,我們就能夠計算開關頻率的變化及相應的輸出功率。通過手動計算或使用Mathcad電子表格,我們就可以解極出最大開關頻率。

Predicting Switching Frequency.JPG

                                              圖3:預測開關頻率

3)     時序電容值(Ct)計算

在VCO模式下,開關頻率由時序電容(Ct)完成充電而設定,而Ct電容的充電完成受反饋環路控制。由準諧振模式的第4個谷底向VCO模式過渡時,輸出負載輕微下降。要計算Ct電容值,先要計算第4個谷底工作時的開關頻率,并可根據反饋電壓(VFB)與時序電容電壓(VCt)之間的關系計算出VCt的值為1.83 V。然后,根據等式Ct=ICtTsw,vco/1.83,可以計算出Ct的值為226 pF。我們實際選擇的的200 pF的Ct電容。

4)     應用過載補償

在高線路輸入電壓(265 Vrms)時,由于傳播延遲,我們可以計算出峰值電流為:

開關頻率為:

故高線路輸入電壓時的功率能力為:

接下來要計算所需的過載保護電壓。

在高線路輸入電壓時,將輸出功率限制為Pout(limit)=70 W,再根據峰值電流限制(Ipk(limit))與輸出功率限制之間的關系等式,可以計算出Ipk(limit)=2.67 A。

因此,可以計算出:

根據電阻分壓器的相關公式,以及選擇下部分壓電阻(Ropl)為1 kΩ及過零檢測電阻(Rzcd)為1 kΩ,可以計算出上部分壓電阻(Ropu)為223  kΩ。

5)     選擇啟動電阻及啟動電容

啟動電阻有兩種連接方式,一是連接至大電容(Cbulk),二是連接至半波電路。啟動電容的計算必須配合電源在VCC下降VCC(off)之前關閉環路,相應計算出的CVcc為3.9 µF,我們實際選擇的電容是4.7 µF。需要給CVcc充電的電流IVcc為28.5 µA。

如果選擇的是連接大電容,則啟動電阻Rstartup為2.76 mΩ,相應的功率耗散為55 mW;如果選擇的是半波連接,則計算得啟動電阻為880 kΩ,相應的功率耗散為16 mW。由此觀之,半波連接大幅降低啟動電阻的功率耗散。

 6)     應用同步整流

次級端的高均方根電流會導致輸出二極管損耗增加。我們以極低導通阻抗的MOSFET MBR20H150來替代二極管,從而提升能效及降低輕載和待機時的能耗。

 相應地,可以計算60 W準諧振轉換器的同步整流功率損耗為:體二極管損耗(PQdiode)為7 mW,MOSFET損耗(PON)為1 W,總同步整流總開關損耗近似為1 W。相比較而言,使用MBR20200二極管時的總損耗為2.6 W,即采用MOSFET來替代二極管時節省損耗約1.6 W。

 性能測試

基于安森美半導體NCP1380B構建的19 V、60 W準諧振適配器的電路圖如圖4所示。在啟動時間方面,啟動電阻連接至大電容時,測得啟動時間為2.68 s;啟動電阻連接至半波時,測得啟動時間為2.1 s。

60 W QR Adapter Schematic.JPG

圖4:基于安森美半導體NCP1380準諧振控制器的60 W適配器電路圖

 另外,我們也測試了這電路板在115 Vrms和230 Vrms條件下不同負載時的能效,參見表1。通過表1可以看出,115 Vrms時25%、50%、75%和100%負載條件下的平均能效高達87.9%,230 Vrms時25%、50%、75%和100%負載條件下的平均能效也達87.7%,超過“能源之星”2.0版外部電源工作能效要求。此外,輕載條件下的能耗也極低,能夠幫助節省電能。

F5. Efficiency Result.JPG

表1:115 Vrms和230 Vrms條件下不同負載時的能效測試結果

 另外,通過改進電路,還能進一步提升能效及降低能耗。例如,在極低輸出負載時,可以采用特殊電路來移除TL431偏置抑制電路,從而降低持續消耗功率的啟動電阻的能耗。另外,在輕載時結合移除TL431和NCP4302偏置抑制電路,還可進一步提升能效,使典型負載條件下的平均能效增加至高于89%,而空載條件下的能耗也大幅降低,其中115 Vrms時為62 mW,而230 Vrms時為107 mW。

 總結:

本文探討了準諧振轉換器的基本特點、存在的問題及不同的解決方法,介紹了基于帶谷底鎖定準諧振和VCO兩種工作模式的最新準諧振控制器NCP1379和NCP1380的工作原理及關鍵保護特性,并簡要分析了其應用設計過程。測試結果顯示,這兩款準諧振控制器能用于設計更高工作能效和極低待機能耗的準諧振適配器,滿足相關能效標準的要求。值得一提的是,優化電路后還能進一步提升能效及降低能耗,有助于滿足更嚴格能效標準要求。 

參考資料:

1、NCP1380數據表,www.onsemi.com/pub/Collateral/NCP1380-D.PDF,安森美半導體

2、設計筆記:Designing a Quasi-Resonant Adaptor Driven by the NCP1380,www.onsemi.com/pub/Collateral/AND8431-D.PDF,安森美半導體

3、培訓教程:Design of a QR Adapter with Improved Efficiency and Low Standby Power,www.onsemi.cn/pub_link/Collateral/TND377-D.PDF,安森美半導體

此內容為AET網站原創,未經授權禁止轉載。
热re99久久精品国产66热_欧美小视频在线观看_日韩成人激情影院_庆余年2免费日韩剧观看大牛_91久久久久久国产精品_国产原创欧美精品_美女999久久久精品视频_欧美大成色www永久网站婷_国产色婷婷国产综合在线理论片a_国产精品电影在线观看_日韩精品视频在线观看网址_97在线观看免费_性欧美亚洲xxxx乳在线观看_久久精品美女视频网站_777国产偷窥盗摄精品视频_在线日韩第一页
  • <strike id="ygamy"></strike>
  • 
    
      • <del id="ygamy"></del>
        <tfoot id="ygamy"></tfoot>
          <strike id="ygamy"></strike>
          国产日韩欧美高清| 欧美精品入口| 欧美激情性爽国产精品17p| 一区二区三区欧美| 亚洲国产一区二区三区在线播| 欧美人与禽猛交乱配| 欲香欲色天天天综合和网| 久久久高清一区二区三区| 在线欧美日韩| 国产精品区二区三区日本| 激情成人综合网| 国产精品黄色在线观看| 亚洲天堂av在线免费观看| 欧美韩日一区二区| 精品999网站| 欧美成人午夜激情在线| 欧美日韩一级片在线观看| 好看的日韩av电影| 中文在线资源观看网站视频免费不卡| 欧美成人中文字幕在线| 亚洲欧美网站| 99国产精品99久久久久久粉嫩| 欧美chengren| 亚洲国产精品一区二区久| 亚洲国产黄色片| 国产精品午夜春色av| 欧美极品一区| 麻豆精品国产91久久久久久| 国产拍揄自揄精品视频麻豆| 亚洲国产精品精华液2区45| 久久精品日产第一区二区三区| 久久蜜桃av一区精品变态类天堂| 欧美日韩专区在线| 蜜月aⅴ免费一区二区三区| 欧美一二三区精品| 国产精品爽爽ⅴa在线观看| 欧美日韩国产在线播放| 国产综合网站| 亚洲欧美日本在线| 亚洲高清视频一区| 亚洲欧美乱综合| 免费在线播放第一区高清av| 亚洲精品免费网站| 欧美风情在线观看| 亚洲乱码视频| 久久亚洲精品中文字幕冲田杏梨| 欧美电影免费观看高清完整版| 在线精品视频一区二区| 国产亚洲欧美在线| 国产偷国产偷亚洲高清97cao| 久久av免费一区| 国产视频一区免费看| 久久av资源网| 亚洲欧美日韩国产| 国产伦精品一区二区三| 亚洲一区在线播放| 一区二区三区四区五区在线| 欧美中文在线观看国产| 国产亚洲欧洲997久久综合| 国产一区欧美| 国产精品女主播| 亚洲激情av在线| 欧美性猛交xxxx乱大交退制版| 麻豆亚洲精品| 亚洲电影视频在线| 亚洲精品日韩欧美| 欧美在线免费观看| 亚洲美女黄色片| 国产精品任我爽爆在线播放| 中国成人亚色综合网站| 伊人精品在线| 国产精品丝袜久久久久久app| 久久精品国产一区二区三| 国产精品美女主播在线观看纯欲| 一本色道久久综合| 亚洲一区二区高清| 亚洲精品国精品久久99热| 久久综合狠狠综合久久综合88| 好吊色欧美一区二区三区视频| 中国成人在线视频| 国产精品久久国产三级国电话系列| 久久精品日产第一区二区| 国产精品视频1区| 精品动漫一区| 先锋影音国产精品| 国产欧美一区二区三区在线老狼| 亚洲精品乱码久久久久久蜜桃91| 99re热这里只有精品视频| 国产日韩精品一区二区三区在线| 亚洲视频图片小说| 国产精品综合av一区二区国产馆| 国产一区二区三区在线播放免费观看| 91久久夜色精品国产网站| 国产精品久久久久久av下载红粉| 亚洲国产精品一区在线观看不卡| 欧美日韩小视频| 亚洲第一精品在线| 亚洲免费高清视频| 香蕉成人久久| 欧美久久在线| 欧美色视频日本高清在线观看| 国产麻豆午夜三级精品| 亚洲综合三区| 国产精品一区毛片| 亚洲精品一区二区三区四区高清| 国产精品一区二区三区久久久| 欧美激情二区三区| 久久久久久久999| 亚洲精品资源美女情侣酒店| 性欧美xxxx视频在线观看| 久久午夜色播影院免费高清| 久久伊人亚洲| 久久只有精品| 亚洲精选中文字幕| 欧美国产在线视频| 久久这里有精品15一区二区三区| 99re66热这里只有精品3直播| 亚洲国产精品一区二区www| 午夜久久99| 国产日产欧美精品| 这里只有视频精品| 一区二区日韩伦理片| 亚洲三级免费观看| 国产手机视频一区二区| 亚洲夫妻自拍| 国产精品青草久久久久福利99| 欧美在线欧美在线| 欧美高清视频一区二区三区在线观看| 国产欧美日韩另类视频免费观看| 亚洲欧美一级二级三级| 久久久777| 亚洲影视九九影院在线观看| 欧美国产免费| 亚洲精品欧美极品| 欧美在线一级视频| 日韩午夜中文字幕| 欧美日韩中文字幕在线| 欧美日韩直播| 亚洲精品久久久久中文字幕欢迎你| 亚洲欧洲一区二区在线播放| 国产精品乱子乱xxxx| 女主播福利一区| 激情视频一区二区| 国产乱肥老妇国产一区二| 国产精品一区二区久久国产| 蜜桃av一区二区三区| 欧美色精品天天在线观看视频| 欧美日韩精品福利| 亚洲女女做受ⅹxx高潮| 国产欧美高清| 亚洲欧美日韩国产另类专区| 欧美二区在线看| 久久偷看各类wc女厕嘘嘘偷窃| 亚洲天堂成人在线视频| 揄拍成人国产精品视频| 国产精品视频成人| 国产欧美日韩综合| 欧美国产精品v| 久久岛国电影| 午夜精品视频在线观看| 国产午夜精品一区二区三区欧美| 亚洲国产综合在线看不卡| 99在线观看免费视频精品观看| 欧美日韩一区二区在线观看视频| 欧美 日韩 国产精品免费观看| 久久久天天操| 久久久久久9| 一区二区三区国产精华| 国产精品www.| 久久综合色婷婷| 亚洲免费播放| 久久gogo国模裸体人体| 欧美成人首页| 欧美日韩国产精品成人| 国产女人水真多18毛片18精品视频| 国产精品国产三级国产a| 欧美成人第一页| 国产情人综合久久777777| 久久精品国产第一区二区三区最新章节| 亚洲一区二区三区在线观看视频| 亚洲国产欧美不卡在线观看| 欧美一级久久久| 中文日韩欧美| 欧美激情精品久久久久久蜜臀| 国产一区二区精品久久91| 国产精品乱看| 老司机精品视频一区二区三区| 欧美日韩第一区日日骚| 亚洲五月婷婷| 欧美国产专区| 久久久爽爽爽美女图片| 亚洲欧美日韩国产综合| 国内成人在线| 在线观看日韩av先锋影音电影院| 久久久久久综合| 亚洲欧美成人精品| 亚洲欧美日韩视频一区| 午夜久久资源| 日韩视频中午一区| 久久精品中文字幕一区二区三区| 欧美区在线观看| 在线精品亚洲一区二区| 在线精品亚洲| 国产精品a久久久久| 欧美jizzhd精品欧美巨大免费| 亚洲香蕉网站| 99国内精品| 欧美久久成人| 日韩视频一区二区| 国产精品xxx在线观看www| 久久精品国产99| 亚洲国产成人午夜在线一区| 亚洲欧美日本伦理| 亚洲国语精品自产拍在线观看| 亚洲一区在线免费观看| 亚洲美女视频| 美女视频一区免费观看| 亚洲国产毛片完整版| 蜜桃伊人久久| 尤物网精品视频| 国产亚洲精品一区二区| 久久久久在线观看| 野花国产精品入口| 亚洲高清久久久| 久久久久国产精品www| 欧美精品成人91久久久久久久| 欧美精品一区二区在线播放| 最新亚洲电影| 在线精品视频免费观看| 久久久午夜电影| 国产日韩欧美夫妻视频在线观看| 亚洲黄网站在线观看| 亚洲美女在线观看| 久久综合伊人77777麻豆| 国产精品久久久久秋霞鲁丝| 亚洲人成亚洲人成在线观看图片| 亚洲人被黑人高潮完整版| 香蕉乱码成人久久天堂爱免费| 新67194成人永久网站| 国内外成人免费激情在线视频| 亚洲精品乱码久久久久久黑人| 一区二区激情视频| 欧美主播一区二区三区美女 久久精品人| 美女视频一区免费观看| 欧美aa在线视频| 亚洲无限av看| 国产精品每日更新在线播放网址| 久久精品视频播放| 欧美在线播放高清精品| 欧美成人免费观看| 久久久久久久久一区二区| 亚洲日本理论电影| 国产视频丨精品|在线观看| 精品二区视频| 欧美精品激情| 午夜亚洲性色福利视频| 国产精品视频免费在线观看| 国产精品你懂得| 免费短视频成人日韩| 狠狠色狠色综合曰曰| 一区二区三区你懂的| 影音先锋亚洲一区| 亚洲日本精品国产第一区| 一区二区免费在线视频| 久久久在线视频| 欧美日韩精品一区二区在线播放| 亚洲国产午夜| 中文亚洲免费| 国产精品热久久久久夜色精品三区| 小处雏高清一区二区三区| 久久亚洲捆绑美女| 米奇777超碰欧美日韩亚洲| 禁久久精品乱码| 欧美精品一区三区| 亚洲欧美日韩一区二区三区在线观看| 欧美激情视频在线播放| 国产精品一区二区久激情瑜伽| 国产欧美91| 国产精品久久久久久久久久免费看| 欧美日韩一级大片网址| 最近中文字幕mv在线一区二区三区四区| 亚洲精品欧美日韩| 在线亚洲一区| 国产精品美女午夜av| 一区二区三区视频在线看| 伊人激情综合| 亚洲欧美另类在线观看| 99一区二区| 怡红院av一区二区三区| 91久久精品国产91性色| 久久久综合精品| 在线播放亚洲一区| 欧美日韩dvd在线观看| 亚洲影院色无极综合| 国产精品久久久一区二区| 国产伦精品一区二区三区视频黑人| 久久国产精品一区二区三区| 国产欧美日韩精品一区| 另类酷文…触手系列精品集v1小说| 国产精品一区二区你懂的| 羞羞色国产精品| 久久免费精品视频| 欧美日韩免费区域视频在线观看| 亚洲伊人一本大道中文字幕| 亚洲免费伊人电影在线观看av| 欧美日韩一区在线视频| 亚洲欧美精品| 亚洲女ⅴideoshd黑人| 一本久久综合亚洲鲁鲁五月天| 国产午夜精品视频免费不卡69堂| 欧美xart系列在线观看| 亚洲一区二区三区成人在线视频精品| 久久精品一区二区三区不卡牛牛| 欧美四级电影网站| 欧美人成免费网站| 国产精品中文字幕欧美| 黑丝一区二区| 在线视频欧美一区| 欧美日本国产一区| 欧美一区二区三区免费视频| 亚洲精品久久久久中文字幕欢迎你| 久久视频在线视频| 在线观看成人av电影| 99国产精品自拍| 免费观看在线综合| 久久久国产一区二区| 国产精品视频一区二区高潮| 欧美视频在线观看一区二区|