基於安森美半導體ON Semi NCL2801的200W PFC 功率校正器之高能效低THD LED 照明驅動方案

安森美半導體最新的NCL2801電流模式臨界導通型 (CrM)功率因數校正(PFC) 升壓控制器IC,適用于類比/脈寬調製(PWM)可調光LED磁碟機。 該器件的市場優勢是優化的總諧波失真(THD)性能,同時在寬負載條件下最大化系統能效, 在啟動和動態負載期間還具備更小的過沖/下沖,線性電壓檢測實現最優化的環路增益控制,集成誤差放大器易於環路設計和降低功耗。 採用SOIC-8的小外形封裝,並集成一系列保護特性,提供較高的系統可靠性。 此外,多個Vcc啟動電 壓提高設計靈活性。 NCL2801電流模式CrM升壓PFC控制器IC利用安森美半導體的THD增強技術在寬負載範圍提供同類最佳的THD性能,而創新的VCFF法提高能效和降低功耗,一系列的保護特性提供高可靠性,是LED照明應用及其他要求高能效、 低待機功耗、 低THD、高可靠性的PFC前端應用的理想選擇,採用SOIC-8 封裝,可實現緊湊的設計。 多個不同版本滿足不同的設計需求,提高設計靈活性。

►場景應用圖

►產品實體圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►核心技術優勢

NCL2801的關鍵特性包括:基於創新的谷底計數頻率反走(Valley Count Frequency Fold-back, or VCFF)方法、THD增強技術、動態回應增強、軟過壓保護(OVP)/快速OVP、線性前饋、 寬Vcc範圍(10.5 V至28 V)/多個Vcc啟動門限電平、跨導誤差放大器(OTA)、高驅動能力(-500/ +800 mA),以及欠壓保護、熱關斷、OVP、過流保護、開路/短路保護等等。 1. VCFF 在寬負載範圍最優化能效 在重載電流條件下,NCL2801在CrM模式下工作,計為1個谷底開關。 隨著輸出功率減小,頻率降低,當VCTRL引腳電壓低於閾值電壓時,該控制器進入非連續導通模式(DCM),開始增加谷開底關計數。 在6個谷底開關之後,若輸出功率繼續減小,則增加額外的死區時間。 總死區時間不超過36.5 us,最小開關頻率不低於27.4 kHz。 開關頻率取決於輸出電壓、輸入電壓和升壓電感值,並隨負載功率增加而增加。 閾值電壓可通過Rcs來設定,提供設計靈活性。 VCFF最大化DCM期間和輕載條件下的能效並降低待機功耗。 同頻率鉗位臨界導通型(FCCrM)控制器一樣,即使開關頻率降低,內部電路也使功率因數接近1。 2. THD增強 通過在電路倍增器輸出端添加一個偏置電壓以增加導通時間,從而提升THD性能。200 W評估板在305 Vac、滿載時的THD <5%,在277 Vac、50%負載時的THD<6%,在230 Vac、25%負載時的THD<7%。 3. 快速線性/負載瞬態補償,由於傳統PFC級回路回應慢,負載或輸入電壓的突然變化可能會導致明顯的下沖或過沖。 而NCL2801利用動態回應增強技術,減小輸出下沖;其軟 OVP/快速OVP特性,減小輸出過沖。 4. 線性電壓檢測:通過調整倍增器增益值對比線性電壓狀態,線性電壓檢測電路支援更優化的環路增益控制,在寬輸入條件下保持穩定工作。 5. 跨導誤差放大器的跨導增益典型值為200 us,最大電流+/-20 uA,該PFC級的輸出電壓通過一個並聯電阻而降低,偏置電流最小化以支援使用高阻抗回饋網路,從而簡化環路設計,降低功耗。 6. 圖騰柱輸出 : NCL2801結合一個-0.5/+0.8 A的閘極驅動器,提供高效驅動功率MOSFET的能力。

►方案規格

1. 輸入電壓:100V~277Vac 2. 輸入電壓頻率:50/60 HZ 3. THD (總諧波失真) : 10% (Max) (>30% 負載) 4. 功率因數Power Factor : > 0.9 (>30% 負載) 5. 輸出電壓 : 450Vdc +/- 4% 6. 輸出功率 : 200W 7. 效率 : 95%(Min)(>30% 負載@230Vac_in)

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