基于安森美 NCP12601 应用在PD 65W电源管理方案

随着电子产品日新月异的发展,越来越多的电子产品实现了小型化,便于携带,因此充电器市场爆发巨大潜能,各大品牌半导体都推出了自己相应的解决方案,目前市场上USB-PD 受到市场的欢迎,安森美半导体也推出多种PD方案:有用于高功率密度跑高频的有源钳位反激方案NCP1568,因为此方案需要增加一个专用的MOSFET 及MOSFET Driver用来做反激电压尖峰的吸收,因此会增加电源成本; 高频准谐振方案NCP1342是一个简单的反激拓扑,可以在减小磁性器件的同时做高频驱动以减小电源体积;用于普通功率密度工作于低频的NCP12601可以配合普通的磁性材料无需做小体积,采用此方案可以做到高性能低成本,适用于对于BOM成本较低的应用,下文主要介绍NCP12601PD65WGEVB,可以覆盖目前市场流行的45W及60W产品。

ON 65W PD方案主控芯片是Flyback拓扑控制芯片NCP12601,副边整流电路搭配同步整流控制器NCP4306, 输出端采用USB-PD控制芯片FUSB3307,具有过电流保护,过电压保护等保护方式,基于USB PD标准提供了5V/12V/20V多组输出电压标准,最大输出功率做到65W,输入电压从90Vrms到265Vrms,采用超结 MOSFET 低频率驱动实现低成本高效率,因工作于低频模式,普通MOSFET即可满足高效能特性,变压器不需要做的很小,因此降低绕制难度及成本。

NCP12601是多模式工作电源管理芯片,当电源工作在重载时NCP12601工作在CCM模式,当负载减少该控制器将进入非连续导通模式,频率折回,在空载条件下,控制器进入跳周期模式运行,以实现卓越的待机功耗性能。传统反激变换器工作模式是固定的,而NCP12601结合QR 模式和CCM 模式优化了电源效率,在同等输出电压工作条件下,此方案能达到更高的效率,以下图表有列出DEMO NCP12601PD65WGEVB在115Vrms, 230Vrms输入条件下,分别测试了在电源输出在5V/9V/12V/15V/20V下对应的10%/25%/50%/75%/100%负载状况,从图表中可看到5V条件下5点平均效率可达88%,20V输出条件下5点平均效率可达92.9%,此方案效率得到极大优化,真正解决了轻载条件效率低的问题。

NCP12601 还具有一个高达750V 的高压启动电源以实现自启动,而且HV还具有brown out保护功能,X电容放电机制,可以应用于更宽输入电压范围的应用场合。

场景应用图

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产品实体图

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展示版照片

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方案方块图

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方案线路图

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效率曲线

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核心技术优势

 内部集成750V高压启动电源  CCM/DCM多模式工作  主芯片集成X2电容放电机制  低待机功耗 <32mW @230Vrms  抖频技术改善EMI

方案规格

 输入电压:90Vrms - 265Vrms  输出电压:5Vdc-20Vdc  输出电流:5A Max  输出功率: 65W Max  输出纹波:<100mV  功率密度:10.7 W / inch3  效率: 92.4% @115Vrms 92.9%@230Vrms  工作温度:0-50℃  法规:遵从CoC5 Tier2法规

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