適配于氮化鎵開關器件的高頻小體積照明電源方案
2023-12-20 12:08:04 點擊：
隨著物聯網，尤其是智能照明和智能家居的發展，高效高性能的小體積電源越來越被市場所需求。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）開關器件，工作于高頻開關頻率場合下的小體積PFC & LLC方案。
NCL2801是安森美開關電源方案中PFC控制芯片家族的一員。內置谷底計數頻率返走（VCFF）、谷底開通等技術，提供優秀的總諧波失真（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的應用場合。
NCP13992作為安森美LLC諧振半橋控制器家族的一員，在NCP1399優異表現的基礎上，創新的增加了輕載工作模式（LL mode）,Quiet SKIP模式，顯著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題。
產品方案簡介：
1. 方案特點：
? 使用臨界模式的電流型PFC控制器NCL2801，內部集成谷底開通技術，在具備優良的THD和PF值性能基礎上，還擁有優秀的效率表現；
? 使用業內知名的電流型LLC拓撲結構驅動芯片NCP13992,在實現高頻開關工作的基礎上，實現電源的小型化，并且具備優秀的效率表現；
? 簡易的外部線路，有利于簡化PCB布板工作；
? LLC滿載工作頻率300KHz左右，完美適配目前市場火熱的GaN產品，實現LLC部分高頻化設計；
? 完善的保護：過溫保護（OTP）,過壓保護（OVP）,過流保護（OCP）等；
? NCP13992在輕載情況下進入輕載（LL）模式以及跳周期（SKIP）模式，使整機擁有優秀的輕載效率以及待機功耗表現；
2. 應用領域：
? 高PF值，低THD等應用場合，比如LED照明行業；
? 高效率，高工作頻率，高功率密度要求應用場合AC-DC開關電源；
方案應用實例：
1. 方案實物圖：
2. 典型應用原理圖以及線路介紹：
PFC部分使用安森美的NCL2801產品，SOIC-8封裝，外圍線路簡單。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，MOS管開關過程中的第一個固定跳變CTRL腳的電壓大小，R10取值越大，第一個谷底跳變時的負載就越大。我們推薦使用100Ω或者330Ω電阻，在擁有較好THD表現的同時，也有較好的效率表現。
LLC部分使用安森美的NCP13992產品，SOIC-16封裝。作為電流型控制的LLC控制器，擁有快速的反饋環反應速度，具有優秀的動態響應表現。NCP13992內置高壓啟動腳HV腳，可以耐受最大600V的啟動電壓。PFCFB腳內部內置1V電壓基準，檢測PFC部分電壓，用于設置LLC電路的啟動電壓點。SKIP腳內置50uA恒流源，外置對地電阻產生電壓與FB電壓對比，用于設置NCP13992進入SKIP模式的負載點。LLCCS腳內置4.35V（版本不同會有差異）基準，通過外部電容分壓（C15,C25,C26以及R30）檢測諧振電容上電壓，用于實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會有一個穩定的電壓輸出（正常工作狀態時為12V左右）。該電壓可以用于給PFC部分控制器VCC腳供電。
3. 優秀的待機功耗和效率表現：
待機功耗VS 輸入電壓
效率曲線
4. 優秀的PF值表現：
PFC value in different Load
THD in different Load
方案應用總結：
作為在市場經過驗證的PFC和LLC控制器，NCL2801和NCP13992以其優秀的表現贏得了非常多電源工程師的認可和喜歡。在驅動GaN器件的高頻化應用場景中，NCL2801和NCP13992仍然具有非常優秀的表現：穩定，高效的基礎上，還具有完善的保護，優秀的THD，PF值和待機功耗等表現。因此，作為適配于GaN開關器件的高頻小體積照明方案，NCL2801和NCP13992也一定會受到大家的歡迎。
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