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小功率设计方案

责任编辑:内蒙古干式变压器生产厂家  发布时间:2018-11-09   点击数:160
小功率设计方案 小功率设计方案

设计工程师能够采用以基于这系列控制器的经典反激转换器来满足“能源之星”能效规范要求。基于NCP1237 65W演示板能效测试结果显示,外部内蒙古干式变压器规范对笔记本、LCD显示器、打印机和机顶盒等应用的工作能效和待机能耗提出了更高的要求。安森美半导体新的NCP1237/38/87/88系列控制器带轻载时频率反走和跳周期等重要功能。平均能效高于87%并有可能提供低于300mW空载(待机)能耗,且在整个内蒙古干式变压器设计中尽力减少功率浪费的条件下,能够实现低于100mW空载能耗,满足并超越“能源之星”要求。

应用规模非常庞大。而从人们使用习惯来看,内蒙古干式变压器广泛应用于笔记本电脑、游戏机、打印机、DSL调制解调器和手机等领域。这些设备也有相当比例的时间处于轻载或待机(空载)工作模式。因此,能源之星”等规范标准在致力于提升这些设备所用内蒙古干式变压器工作能效的同时,也注重提升轻载能效及降低待机能耗。

美国环保署(EPA 2.0版“能源之星”外部内蒙古干式变压器规范(简称EPA 2.01.1版基础上进一步提高了能效要求(见表1其中Ln为额定输出功率的自然对数。例如。

表1美国环保署“能源之星”外部内蒙古干式变压器的1.1及2.0版规范。


而根据IEC61000-3-2等标准的要求,不同的功率等级相差较大。功率大于75W内蒙古干式变压器需要增加功率因数校正(PFC低于75W则无此要求。本文着重讨论功率低于75W满足EPA 2.0新规范所需要的特性,以及能够提供这些所需特性的安森美半导体高性能、高能效控制器。

满足能效规范的途径

首先需要分析清楚损耗的来源。事实上,要满足上述规范对外部内蒙古干式变压器工作能效及待机能耗的要求。就工作时的损耗来说,主要包干式变压器/括两个方面,分别是损耗和由泄漏内蒙古干式变压器导致的损耗,这两类损耗分别可以用等式(1和等式(2来量化:

要提升工作能效,从这两个等式中可以看出。有两种途径:一是降低频率(FSW即在轻载时采用频率反走技术;二是降低关闭时的漏极电压(VDRA INturn-off相应地可以采用谷底技术。

一个重要的损耗来源于启动电路的静态损耗,而就待机模式而言。即启动电阻继续地从大电容消耗电流,造成功率损耗。而降低启动电路损耗的途径有多种,如采用具有极低启动电流的控制器、采用关断时泄漏电流极低的集成启动电流源,以及连接启动电路至半波交流输入等。

厂控制器的关键特性

用于需要高性价比、可靠性、设计灵活性和低待机能耗的应用,NCP1237NCP1238NCP1287和NCP1288安森美半导体推出的新一代固定频率脉宽调制(PWM控制器。如笔记本、LCD显示器、游戏机和打印机的交流-直流(AC-DC,以及DVD和机顶盒(STB等消费电子应用。

协助提升的能效及降低待机能耗。例如,这系列器件包括一系列关键特性。一般控制器需要启动电阻来从交流电压启动控制器,而在正常工作期间,这启动电阻还继续消耗功率。相比较而言,NCP1237/38/87/88系列控制器内置启动场效应管(FET这FET用作高压电流源。输入交流电压施加在上时,这个电流源为控制器的VCC电容供电。这种高压启动电路在正常工作条件下关闭(这时由反激辅助绕组提供偏置电压以省电)消耗的功率极低;同时,控制器无需启动电阻(参见图1协助降低待机能耗,减少元件数量及节省电路板空间。

图1带启动电阻与不带启动电阻(内置电压启动电流源)对比。

降低轻载时的频率,这系列控制器还采用轻载时频率反走技术和跳周期模式。从而提升能效;同时,频率在25kHz时钳位,从而消除可听噪声。此外,这系列器件提供多种保护特性,如双启动电流电平、输入欠压及主内蒙古干式变压器过压保护、过载保护、双过渡维护阈值、软启动和闩锁保护等。这系列器件还提供可选的动态自供电(DSS功能,从而无需辅助绕组;并内置斜坡补偿,不需要外部设定。以NCP1238为例,这器件的典型应用电路图如图2所示。

图2NCP1238典型应用电路图。

应用设计方法及要点

1内蒙古干式变压器段设计

首先要设计内蒙古干式变压器段。由于功率小于75W这个功率等级罕见采用反激转换器。相应地,要在设计中应用NCP1237/38/87/88系列控制器。需要计算出这反激转换器相关元件参数,选择好恰当的元器件。例如,根据输出电压和输出电流可以计算出输出功率,再根据EPA 相关规范来预估能效,结合输出功率和能效来预估输入功率,随后可以计算出平均输入电流,并计算出大电容值。有关内蒙古干式变压器段设计中电容、内蒙古干式变压器、内蒙古干式变压器和MOSFET等参数的详细计算过程,参见参考资料(1或(2

可以考虑采用同步技术来显著提升能效。这方面,值得一提的内蒙古干式变压器的次级端。可以采用安森美半导体的NCP4302同步控制器。诸如、内蒙古干式变压器和机顶盒等空间敏感型反激应用中使用NCP4302这样的同步控www.xdbyq.cn/制器,能够显著提升能效,而额外本钱极低。NCP4302已经上市,新的NCP4303同步控制器也将于2010年上市。

2设定过载补偿

然后计算出过载弥补电阻值(ROPP安森美半导体已经创立过载弥补电子设计表格,过载补偿(OPP会影响初级峰值电流。可以根据相关公式计算出初级峰值电流。方便用户恰当地选择ROPP及其对峰值电流(Ipeak瞬态电流(IPA N输出功率(Pout及瞬态功率(PPA N影响。

3降低空载输入能耗

除了采用前述内置启动高压电流源的无启动电阻设计和NCP1237/38/87/88这样的带有频率反走及跳周期模式的控制器,降低空载(待机)输入能耗方面。还可以采取其它众多途径或诀窍,如降低内蒙古干式变压器泄漏内蒙古干式变压器、不允许动态自供电工作、减小VCC钳位电阻值、降低损耗、优化钳位电路、藉反馈电阻分压器减小涡流、为所有负载电流设定稳定的工作、降低TL431偏置电路损耗、降低次级器及其缓冲器的损耗和不使用输出电压显示LED等。

4磁学设计

并提供一些裕量(5%从而防止饱和。另外,磁性元件磁通密度应该以峰值电流来设计。需要结合具体设计要求看是否需要100%输出电流,若不是就减小磁芯尺寸。例如,假定大输出电流是3.5A但只在瞬态条件下需要这大电流,其长期的均方根(RMS值仅1.75A负载系数仅为0.5而非1设计人员减小磁芯尺寸后,就可以减小磁芯及铜损耗。内蒙古干式变压器磁芯尺寸、绕组设计及气隙长度等计算同样参见参考资料(1或(2

5改善电磁干扰

交流、二极管缓冲器、直流输出器、驱动器钳位、钳位环路和内蒙古干式变压器环路等可能会呈现电磁干扰(EMI故改善EMI同样是设计工程师面临的重要任务。相应地可以采取一些设计技巧或方法,设计中。如所有带射频电流的环路的面积均应较小,以两个扼流圈来分隔输入交流器从而减小寄生电容耦合影响,以及关闭通过内蒙古干式变压器注入射频电流的电路环路等。就二极管缓冲器而言,缓冲器电阻应当接近振铃电路的特征阻抗,且缓冲器的RC电阻电容)时间常数应当相对于周期较小,但与电压上升时间相比应当较长。还可从电路板布线方面着手,进一步改善EMI

典型65W笔记本演示板能效测试结果


并针对EPS2.0版规范优化。相关能效测试结果见表2安森美半导体基于NCP1237控制器构建了一款典型65W笔记本(输出电压为19V演示板。

表2基于NCP123765W笔记本工作能效及待机能耗测试结果。

这演示板在极轻载时也具有很高能效,需要指出的这能效测试结果是长度为1.05米、铜截面积为0.75平方毫米的直流线缆上所测得的更接近于真实中的能效测试结果。这演示板在115Vac时的平均能效高达87.32230Vac时平均能效也达87.21%均符合EPA 2.0工作模式的能效要求。从表2右侧可以看出。且在空载(待机)模式下的能耗远优EPA 2.0不高于0.5W规范要求。

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