找方案 | 基于安森美半导体NCP1618多模式PFC 500W设计方案

 

近年来随着应用技术不断推陈出新，造就终端应用的功率需求越来越大，例如：5G网通电源供应器、ATX/Gaming电源供应器等等，功率消耗大于一程度时电源供应器就要有功率因数校正(Power Factor Correction, PFC)的功能，以欧盟EN61000-3-2规范要求，所有电子产品输入功率大于75W时，其电源供应都需要有功率因数校正的机能。

 

另外，在规格要求也越来越严苛，以往可能只要求满载下效率与功率因数PF值等，目前会要求在某负载范围下效率都要达到一定的程度，且PF值也要达到一定的数值，以80 Plus金牌等级为例，其在115Vac输入电压时，要求在20%、50%与100%负载的效率分别要大于87%、90%与87%，且在特定条件下，PF值必须大于0.9或0.95以上的程度。

 

因此本方案就是选用多模式的PFC控制器来提高电源供应器在整个负载范围内的效率与PF值。

 

本方案是基于安森美半导体(Onsemi Semiconductor) NCP16182多模式500W PFC解决方案，本方案会着重在整体效率与PF值的提升。安森美半导体NCP1618是一款近年推出的多模式PFC控制器，它提供三种模式的操作包含不连续模式、边界模式与连续模式的操作，图一所示为NCP1618所提供的三种操作模式，这三种操作模式让电源供应器在不同负载情况下得以获得整体最佳效率。

 

另外，安森美半导体NCP1618也有提供几个实用的功能：

第一、NCP1618有提供HV启动功能，可以简化启动线路与时序。
第二、NCP1618在DCM/CRM下带有最大频率的限制与谷底切换的功能，可减少线路的切换损失，以提高线路的效率。

第三、NCP1618有提供pfc-OK脚位可跟下级电路通讯的功能，可利用该脚位来控制下级电路的ON/OFF。第四、NCP1618有提供Soft-Skip功能，让NCP1618工作在极轻负载情况下有好的功耗表现。

 

本方案使用安森美半导体(Onsemi Semiconductor) 多模式NCP1618 PFC控制器做500W前端稳压解决方案，从图二可以看出本方案在不同输入电压90Vac至265Vac，负载从10%~100%范围内，其效率都可维持在94%以上，在高压输入时，效率更可高达98%。从图三本方案在不同输入电压90Vac至265Vac，负载从20%~100%范围内，其PF值都可维持在0.9以上，在高压输入/20%负载时，PF值还可达0.9以上。图四是本方案在不同输入电压90Vac至265Vac，负载从20%~100%范围内，其THD值都可以在20%以下，在高压输入/20%负载时，THD还可在15%以下。

 

►场景应用图

 

►产品实体图

 

►展示板照片

 

►方案方块图

 

►核心技术优势

1. NCP1618 PFC提供高压启动功能 
2. NCP1618提供DCM/CRM/CCM操作模式并在DCM/CRM下带有最大频率的限制 
3. NCP1618在DCM/CRM操作模式下提供谷底切换功能 
4. NCP 1618提供pfcOK信号可供后级线路做ON/OFF 
5. NCP1618提供soft-SKIP模式来最佳化轻载效率

 

►方案规格

1. 全电压输入: 90Vac ~ 264Vac 
2. 输出电压: 390Vdc 
3. 最小/最大输出电流: 13mA/1.3A 
4. 最大输出功率: 390Vdc/1.3A 
5. 效率 > 94% @(10%~100% load) 
6. P.F. > 90% @(20%~100% load) 
7. 具有Brown-out保护、输出过压保护OVP、过电流保护OCP、回授短路保护SCP与大电容电压欠电压保护Bulk UVP等 
8. 展示板PCB尺寸LxWxH= 131 mm x 130 mm x 45 mm