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FAN9612在高功率電源中的應用
摘要: FAN9612采用飛兆半導體的Sync-Lock技術,能夠使兩相之間精確地保持180°相位差,在一個開關周期發生頻率變化時,能夠立刻同步和鎖定另一相的頻率。傳統BCMPFC電路需要采用更高的開關頻率來減小開關損耗。
Abstract:
Key words :

FAN9612采用飛兆半導體的Sync-Lock技術,能夠使兩相之間精確地保持180°相位差,在一個開關周期發生頻率變化時,能夠立刻同步和鎖定另一相的頻率。

  傳統BCM PFC電路需要采用更高的開關頻率來減小開關損耗。然而,這會導致電感器上產生高幅值的紋波電流,因而無法在更高的功率等級上使用。高峰值電流使得功率損耗顯著增加,并且需要更大的EMI濾波器。

  適用范圍:100W"1000W AC電源

  飛兆半導體(Fairchild Semiconductor)推出的臨界導通模式(Boundary-conduction Mode,BCM)交錯式功率因數校正(PFC)控制器FAN9612,專為需要PFC的100W"1000W范圍之AC電源而設計,涵蓋許多目標市場領域,包括消費電子、數字顯示裝置(LCD、PDP、醫療)、照明、臺式電腦、入門級服務器、電信整流器、工業電源系統和太陽能逆變器。這些市場領域的推動力是對于更高效率、更高可靠性、降低總體系統成本和更高水平保護功能的需求。FAN9612的典型應用電路見圖1。

  

FAN9612典型應用電路 www.elecfans.com


 

  FAN9612采用交錯方式,并在所有工作條件下都保持兩個功率級精確的180°相位差,因此能夠降低導通損耗,尤其是在大電流的應用中,如800W~1000W的電源系統。FAN9612擴大了功率范圍,減小了紋波電流和峰值電流。通過電源軌的交錯排列,FAN9612還可以減小輸入濾波器尺寸,較其他解決方案能減少線路板空間多達10%。良好的熱管理可以降低元器件的溫度。這些特性使采用FAN9612的電源能夠滿足“能源之星”和“電腦節能拯救氣候行動”標準的要求,使電源的轉換效率可以達到96%。

  FAN9612工作在兩個并行連接的相差180°的升壓功率系統。與通常用于較高功率水平的連續導通模式(CCM)技術不同,BCM技術提供升壓二極管固有的零電流開關(無反向恢復損耗),這允許使用較廉價的二極管而不會影響效率。而且,由于紋波電流的減小和高效的開關頻率加倍,因此可以使用更小的輸入和輸出濾波器。

  FAN9612的特性包括:

  自動切相,在輕負載下僅有一個通道運作,將功耗減至最小;

  低啟動電流和低工作電流;

  谷底開關(valley switching)技術將MOSFET開啟時的COSS損耗減至最低;

  各個通道具有過流和功率限制保護功能;

  兩級輸出過壓保護(OVP);

  輸入電壓欠壓和過壓保護;

  將重啟定時器頻率減至最小,以避免可聞的噪聲;

  最高開關頻率鉗制。

  可編程閉環軟啟動,在啟動時出現輸出電壓過沖減至最少。

  輸入電壓前饋功能將輸出電壓對比線路電壓的變化減至最小。

  產品特點:Sync-Lock和谷底開關技術

  飛兆半導體的系統工程師Steve Mappus說,FAN9612采用飛兆半導體的Sync-Lock技術,能夠使兩相之間精確地保持180°相位差,在一個開關周期發生頻率變化時,能夠立刻同步和鎖定另一相的頻率。在輸入電壓發生變化和由輸入瞬態干擾、負載變化、啟動和關閉,以及切相的條件下,均能保持180°相位差。這項技術使紋波電流能夠更好地抵消,可以使用更小的EMI濾波器。FAN9612還包含一項專利閉環軟啟動功能,在PFC大容量電容器中消弱過沖電壓。在啟動方面,FAN9612能夠通過VOUT電阻分壓器進行啟動,減少啟動電阻器中的功耗。

  

 

  FAN9612使用谷底開關技術來滿足效率需求,最大限度地減少MOSFET的容性開關損耗,使用零電流檢測來消除MOSFET的開啟開關損耗和輸出整流器的反向恢復損耗。FAN9612在輕負載下的自動相位管理功能可以滿足80 Plus輕負載需求。采用相位管理和未采用相位管理電路的負載效率曲線見圖2。

  FAN9612還包含很多的保護功能,例如帶有軟恢復的電壓過低保護、兩個功率級(閉鎖和非閉鎖)輸出過壓保護、開路反饋保護、過流保護(OCP)、內部最大fSW箝位保護、輸入電壓前饋,以及各相的功率限制保護功能。其中,輸入電壓前饋功能可以在輸入電壓變化時,減緩輸出電壓的變化,在各種輸入電壓下提供恒定的功率限制。

  FAN9612采用零電流檢測(ZCD),沒有RC檢測所產生的延遲,因此易于實現谷底電壓檢測。恒定的頻寬和PWM增益使設計師易于實現環路補償。集成的+1.8A/-1.0A柵極驅動器減小了開關損耗,低電流檢測閾限降低了傳導損耗,可以工作在直流和50Hz~400Hz的交流輸入電壓下。

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