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基於onsemi NCP12400的固定頻率電流模式AC/DC醫療級插牆式20W適配器

關鍵字 :onsemiflyback醫療電源20WNCP12400
近年來全球人口老化更帶動了居家照護市場急速成長，因此對於外置式醫療級適配器需求不斷增加中。居家醫療與照護產業已在各先進國家蓬勃發展，有些不會危及生命安全、病情已穩定患者，可依據醫師指示在家中透過相關醫療器材照護。此類可於家庭照護使用或可攜帶型的儀器，如蒸氣吸入藥物、老人拍痰、血氧量測、防褥瘡氣墊床、霧化器、拍痰器，不僅須通過歐美60601-1-11居家醫療安規認證、且需符合病患可接觸的2XMOPP高絕緣及BF類等級、超低泄漏電流等要求。有些儀器更因便攜特性而必須具備 AC插座易插拔與可更換，輸入側AC插頭規劃有歐插(E Type)及美插(U Type)兩種， 主要特點有: 使用者可免額外再購買AC線材搭用，可節少支出、機殼小巧便攜不占空間、符合DoE Level VI及歐盟ErP能耗非常節能、2xMOPP及BF類、超低泄漏電流(<100μA)、並通過歐盟EN60601-1-11及美國ANSI/AAMI ES60601-1-11居家醫療法規，非常適用於各種居家用醫療儀器、商旅攜帶型醫療裝置。

NCP12400提供了一種全新的解決方案，目標輸出功率級別從幾瓦到100w的通用電源反激應用。由於採用了一種新穎的方法，可以很好的實現輕載的功耗,在不同的負載下可以很好的控制，不會發生不穩定的抖動狀況，可以很好的改善負載效率,具體有如下特點

  1. 簡化電路設計：具有動態自供電功能，通過激活內部啟動電流源，在啟動、瞬態、鎖存、待機等過程中為控制器供電，大大簡化了輔助電源和 VCC 電容的設計。此外，集成了 HV 啟動和 X2 放電電路，能檢測應用拔掉交流輸入線並觸發 X2 放電電流，還可進行欠壓檢測，有助於降低整體系統成本和複雜性。
  2. 良好的負載特性：由於頻率折返，控制器在輕負載條件下表現出優異的效率，同時仍然實現非常低的待機功耗，無負載待機功率小於 30mW。還具有安靜的跳過模式，可將跳躍頻率鎖定在可聽範圍之外，大大降低了跳過模式下切換脈衝引起的可聽噪聲，能有效改善負載效率，滿足不同負載下的工作要求。
  3. 穩定的功率控制：具備基於定時器的故障檢測功能，可確保檢測過載情況，並通過可調節補償，幫助保持最大功率與輸入電壓無關，增強了電源的穩定性和可靠性，能適應不同的輸入電壓變化，保證反激電源輸出功率的穩定。
  4. 優秀的電磁兼容性：具有頻率調製功能，可使電磁干擾（EMI）信號更柔和，有助於滿足相關電磁兼容性標準，減少對其他電子設備的干擾，提高電源系統的整體性能。
  5. 多種保護功能：包括可調節的過功率保護（取決於主電壓）、針對過電壓和過溫度保護的故障輸入、內部熱關斷等。可配置的保護功能能夠針對不同應用需求進行定製，確保電源在各種異常情況下的安全運行，提高了反激電源的可靠性和穩定性。
  6. 靈活的工作頻率：提供 65kHz 或 100kHz 的固定工作頻率選項，便於設計人員根據具體應用需求進行選擇，以優化電源的性能和效率，適應不同的應用場景和設計要求。
  7. 強大的驅動能力：具備 300/500mA 源 / 灌電流峰值驅動能力，能夠有效地驅動功率開關管，確保反激電源的正常工作，可滿足不同功率等級的反激電源設計需求。

►場景應用圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►核心技術優勢

1，固定頻率工作：提供 65kHz 或 100kHz 的固定工作頻率選項，便於設計人員根據具體應用需求進行選擇，以優化電源的性能和效率。 2，電流模式控制：採用電流模式控制方式，具有良好的動態響應特性，能夠快速對負載變化做出反應，有效控制輸出電流，實現穩定的輸出電壓。 3，動態自供電：通過激活內部啟動電流源，在啟動、瞬態、鎖存、待機等過程中為控制器供電，大大簡化了輔助電源和 VCC 電容的設計。 4，高壓檢測與 X2 放電：包含特殊的高壓檢測器，可檢測應用拔掉交流輸入線並觸發 X2 放電電流，同時該 HV 結構也允許進行欠壓檢測。 5，定時器故障檢測：具備基於定時器的故障檢測功能，可確保檢測過載情況，並通過可調節補償，幫助保持最大功率與輸入電壓無關，增強了電源的穩定性和可靠性。 6，頻率折返與跳過模式：在輕負載條件下，由於頻率折返，控制器表現出優異的效率，同時實現非常低的待機功耗；還具有安靜的跳過模式，可將跳躍頻率鎖定在可聽範圍之外，大大降低了跳過模式下切換脈衝引起的可聽噪聲。 7，多種保護功能：包括可調節的過功率保護（取決於主電壓）、針對過電壓和過溫度保護的故障輸入、內部熱關斷等，可配置的保護功能能夠針對不同應用需求進行定製，確保電源在各種異常情況下的安全運行。 8，低待機功耗：無負載待機功率小於 30mW，滿足相關能效標準要求，有助於提高能源利用效率，減少能源浪費。 9，其他特性：具有內部頻率抖動、斜坡補償和通用鎖存器輸入，這些特性使該控制器成為強大電源設計的理想選擇；具備 300/500mA 源 / 灌電流峰值驅動能力、4/10ms 軟啟動功能，以及高達 28V 的 VCC 工作電壓和過電壓檢測功能。

►方案規格

• 輸入電壓：90--264VAC • 輸出電壓：5V • 輸出電流：4A • 輸出功率：20W • 系統滿載效率：大於82% • 待機功耗：小於30MW • 認證：醫療認證IEC60601-1 (2×MOPP) • 漏電流：超低病患泄漏電流 < 5μA • 絕緣電壓：4KVAC輸入/輸出隔離 • 工作溫度：-40 ~ +90℃ 超寬溫 • 保護功能：短路、過負載、輸入過低保護 • 質保：3年保固

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