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                            ACF PWM控制器满足现代AC-DC电源转换需求

                            发布时间:2022-04-07 来源:艾睿电子 责任编辑:wenwei

                            【导读】在进行高密度AC-DC电源转换时,传统上會采用反激式拓扑结构,但在效率与功率密度上已经出现瓶颈,新型态的有源箝位反激(ACF)拓扑结构,则可提高性能和降低功耗,同时最大限度地减少了电源转换器的尺寸和重量。本文将为您简介ACF拓扑结构的特性,以及安森美(onsemi)所推出ACF PWM控制器解决方案。


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                            ACF拓扑结构提供更小的体积与更高的能效


                            现代电源应用追求更紧凑的体积和更高的效率,这使得电源设计人员越来越倾向选用高频应用,开关电源采用高频工作可以缩小变压器的尺寸,进而增加电源的功率密度。随着高压FET的进步以及氮化镓(GaN)/碳化硅(SiC)这类宽带隙半导体器件的出现,新的ACF拓扑结构正在高密度电源转换应用中发挥作用。


                            ACF拓扑利用存储在寄生组件中的能量来实现零电压开关(ZVS),而不是将其耗散在缓冲电路中。有源箝位操作产生的波形没有因为寄生而出现的尖峰,从而产生比其他传统技术更好的电磁干扰(EMI)表现。带有RCD缓冲器的经典反激式拓扑在效率和功率密度方面已达到其极限,ACF拓扑则解决了效率难题,同时降低了EMI辐射。


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                            高能效的AC-DC有源箝位反激PWM控制器


                            由安森美推出的NCP1568是一款高度集成的AC-DC PWM控制器,用于实施有源箝位反激(ACF)拓扑结构。NCP1568采用专属的变频算法来实现各种线路和负载条件下MOSFET的ZVS。ZVS功能实现了高频率运行,提高了电源转换器的功率密度,同时实现了高能效。


                            ACF操作简化了EMI滤波器设计,以避免干扰系统中的其他敏感电路。NCP1568集成了高电压启动电路、强大的低压侧驱动器和用于有源箝位FET(包括SJ FET和GaN FET)的5V逻辑电平驱动器。


                            NCP1568还具有多模式操作和从ACF模式到不连续传导模式(DCM)的转换功能,以满足世界各地的监管要求。NCP1568进一步可在待机模式下实现跳跃,从而产生出色的待机功耗。NCP1568是可编程控制方案,支持静音跳跃、可编程频率,专有的自适应ZVS可允许高频操作,同时降低EMI,多模式操作可提高轻载效率,灵活的控制方案和用户可编程功能的结合,允许将NCP1568与超级结MOSFET(硅)和氮化镓(GaN) FET一起使用,具有最小频率的箝位和静音跳跃,可消除可听见的噪音,可编程频率可在100 kHz至1 MHz下操作。


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                            满足对功率密度要求较高的应用领域


                            NCP1568支持主要和有源箝位FET的内置自适应死区时间,带内置斜率补偿选项的峰值电流模式控制,灵活的控制方案和可编程性,允许使用外部硅或GaN FET进行配置,客户可编程选项可过渡到DCM,具有最小频率箝位的集成频率折返,可在待机模式下实现最高性能,待机功率小于30 mW,集成700 V高压和启动电路,支持交流线路掉电检测。


                            NCP1568具有低侧的0.85 A/1.5 A拉电流/灌电流驱动器,以及65 mA/150 mA有源箝位驱动器输出振荡器,具有4个选项的内部软启动定时器。在保护功能方面,具有与热敏电阻兼容的专用FLT引脚,以及可调节的过功率保护(OPP),支持自动恢复和锁定各种故障的选项与内部热关断功能。


                            NCP1568适用于多种应用,包括AC-DC适配器、工业、电信、照明和对功率密度要求较高的其他应用领域,适合应用于交直流电源转换,以及USB供电(Power Delivery)与高通(Qualcomm)快充(Quick Charge)应用,常见的终端产品包括高密度的笔记本和移动适配器、USB Type-C供电、服务器辅助电源与工业电源等产品。


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                            多款评估板加快多种应用的开发速度


                            安森美也针对不同的应用推出多款评估板,包括NCP1568DC48WGEVB是一款48 W、120 V至400 V的宽范围直流输入恒压电源,适用于服务器辅助电源和其他需要低高度、高效率和高功率密度的直流输入应用。NCP1568DC48WGEVB采用ACF拓扑,搭配安森美的NCP1568 ACF控制器、NCP51530A半桥驱动器、NCP4306同步整流控制器,以及次级NTMFS6B03同步MOSFET,在满载时可实现超过94%的效率。


                            NCP1568PD60WGEVB则是NCP1568 USB-PD 60W评估板,搭配NCP1568 AC-DC PWM控制器,旨在实现ACF拓扑,该评估板可用于60W USB PD应用的评估。另一款STR-ACF-12V100WPSU-GEVB评估板,则可在Strata开发环境中为NCP1568 100W输出AC到DC转换,提供了一个易于使用的评估板,可应用于工业用途与通用电源。


                            结语


                            ACF拓扑结构已经成为高密度电源转换应用的主要设计架构,可以满足高能效、低EMI、紧凑体积等需求,可广泛应用在采用GaN/SiC这类宽带隙半导体器件的电源转换器上,市场应用极具发展潜力。安森美的NCP1568 AC-DC ACF PWM控制器,具有高集成度与完整的功能性,将是开发这些产品的最佳搭档。



                            免责声明:本文为转载文章,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有。本文所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题,请联系小编进行处理。


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