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適配于氮化鎵開(kāi)關(guān)器件的高頻小體積照明電源方案

發(fā)布時(shí)間:2023-12-20 責任編輯:lina

【導讀】隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng),尤其是智能照明和智能家居的發(fā)展,高效高性能的小體積電源越來(lái)越被市場(chǎng)所需求。如何能在電源體積做得更小的情況下,依然能夠保證最好的性能?安森美(onsemi)提供基于NCL2801+NCP13992的一整套你所需要的方案:適配于氮化鎵(GaN)開(kāi)關(guān)器件,工作于高頻開(kāi)關(guān)頻率場(chǎng)合下的小體積PFC & LLC方案。


隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng),尤其是智能照明和智能家居的發(fā)展,高效高性能的小體積電源越來(lái)越被市場(chǎng)所需求。如何能在電源體積做得更小的情況下,依然能夠保證最好的性能?安森美(onsemi)提供基于NCL2801+NCP13992的一整套你所需要的方案:適配于氮化鎵(GaN)開(kāi)關(guān)器件,工作于高頻開(kāi)關(guān)頻率場(chǎng)合下的小體積PFC & LLC方案。


NCL2801是安森美開(kāi)關(guān)電源方案中PFC控制芯片家族的一員。內置谷底計數頻率返走(VCFF)、谷底開(kāi)通等技術(shù),提供優(yōu)秀的總諧波失真(THD)以及功率因數(PF)值表現。適用于LED照明、PC電源以及平板電視等要求高PF值、低THD的應用場(chǎng)合。


NCP13992作為安森美LLC諧振半橋控制器家族的一員,在NCP1399優(yōu)異表現的基礎上,創(chuàng )新的增加了輕載工作模式(LL mode),Quiet SKIP模式,顯著(zhù)提升了輕載情況下整機的效率,并且有效抑制了打嗝模式下的噪聲問(wèn)題。


產(chǎn)品方案簡(jiǎn)介:

1.方案特點(diǎn):

  • 使用臨界模式的電流型PFC控制器NCL2801,內部集成谷底開(kāi)通技術(shù),在具備優(yōu)良的THD和PF值性能基礎上,還擁有優(yōu)秀的效率表現;

  • 使用業(yè)內知名的電流型LLC拓撲結構驅動(dòng)芯片NCP13992,在實(shí)現高頻開(kāi)關(guān)工作的基礎上,實(shí)現電源的小型化,并且具備優(yōu)秀的效率表現;

  • 簡(jiǎn)易的外部線(xiàn)路,有利于簡(jiǎn)化PCB布板工作;

  • LLC滿(mǎn)載工作頻率300KHz左右,完美適配目前市場(chǎng)火熱的GaN產(chǎn)品,實(shí)現LLC部分高頻化設計;

  • 完善的保護:過(guò)溫保護(OTP),過(guò)壓保護(OVP),過(guò)流保護(OCP)等;

  • NCP13992在輕載情況下進(jìn)入輕載(LL)模式以及跳周期(SKIP)模式,使整機擁有優(yōu)秀的輕載效率以及待機功耗表現;


2.應用領(lǐng)域:

  • 高PF值,低THD等應用場(chǎng)合,比如LED照明行業(yè);

  • 高效率,高工作頻率,高功率密度要求應用場(chǎng)合AC-DC開(kāi)關(guān)電源;


方案應用實(shí)例:


1.方案實(shí)物圖:


適配于氮化鎵開(kāi)關(guān)器件的高頻小體積照明電源方案


適配于氮化鎵開(kāi)關(guān)器件的高頻小體積照明電源方案


2.典型應用原理圖以及線(xiàn)路介紹:


適配于氮化鎵開(kāi)關(guān)器件的高頻小體積照明電源方案


PFC部分使用安森美的NCL2801產(chǎn)品,SOIC-8封裝,外圍線(xiàn)路簡(jiǎn)單。FB腳為輸出電壓采樣信號輸入端,作為反饋信號輸入端的同時(shí)還有輸出電壓OVP功能保護。MULT腳外置電阻分壓,采樣輸入AC電壓,用于判定輸入電壓范圍以及設置BO功能保護。在設計過(guò)程中,還需要注意CS腳外部電阻(R10)的取值:R10阻值固定為4檔,分別是100Ω,330Ω,620Ω以及1000Ω。R10的取值大小決定了負載大小變化時(shí),MOS管開(kāi)關(guān)過(guò)程中的第一個(gè)固定跳變CTRL腳的電壓大小,R10取值越大,第一個(gè)谷底跳變時(shí)的負載就越大。我們推薦使用100Ω或者330Ω電阻,在擁有較好THD表現的同時(shí),也有較好的效率表現。


LLC部分使用安森美的NCP13992產(chǎn)品,SOIC-16封裝。作為電流型控制的LLC控制器,擁有快速的反饋環(huán)反應速度,具有優(yōu)秀的動(dòng)態(tài)響應表現。NCP13992內置高壓?jiǎn)?dòng)腳HV腳,可以耐受最大600V的啟動(dòng)電壓。PFCFB腳內部?jì)戎?V電壓基準,檢測PFC部分電壓,用于設置LLC電路的啟動(dòng)電壓點(diǎn)。SKIP腳內置50uA恒流源,外置對地電阻產(chǎn)生電壓與FB電壓對比,用于設置NCP13992進(jìn)入SKIP模式的負載點(diǎn)。LLCCS腳內置4.35V(版本不同會(huì )有差異)基準,通過(guò)外部電容分壓(C15,C25,C26以及R30)檢測諧振電容上電壓,用于實(shí)現原邊諧振腔電流大小檢測以及OCP保護。PFCMODE腳為電壓輸出端,當VCC電壓高于Vcc_on之后,PFCMODE會(huì )有一個(gè)穩定的電壓輸出(正常工作狀態(tài)時(shí)為12V左右)。該電壓可以用于給PFC部分控制器VCC腳供電。


3.優(yōu)秀的待機功耗和效率表現:


適配于氮化鎵開(kāi)關(guān)器件的高頻小體積照明電源方案


4.優(yōu)秀的PF值表現:


適配于氮化鎵開(kāi)關(guān)器件的高頻小體積照明電源方案


方案應用總結:


作為在市場(chǎng)經(jīng)過(guò)驗證的PFC和LLC控制器,NCL2801和NCP13992以其優(yōu)秀的表現贏(yíng)得了非常多電源工程師的認可和喜歡。在驅動(dòng)GaN器件的高頻化應用場(chǎng)景中,NCL2801和NCP13992仍然具有非常優(yōu)秀的表現:穩定,高效的基礎上,還具有完善的保護,優(yōu)秀的THD,PF值和待機功耗等表現。因此,作為適配于GaN開(kāi)關(guān)器件的高頻小體積照明方案,NCL2801和NCP13992也一定會(huì )受到大家的歡迎。


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