基於安森美半導體 NCP12601 應用在PD 65W電源管理方案

隨著電子產品日新月異的發展,越來越多的電子產品實現了小型化,便於攜帶,因此充電器市場爆發巨大潛能,各大品牌半導體都推出了自己相應的解決方案,目前市場上USB-PD 受到市場的歡迎,安森美半導體也推出多種PD方案:有用於高功率密度跑高頻的有源鉗位反激方案NCP1568,因為此方案需要增加一個專用的MOSFET 及MOSFET Driver用來做反激電壓尖峰的吸收,因此會增加電源成本; 高頻准諧振方案NCP1342是一個簡單的反激拓撲,可以在減小磁性器件的同時做高頻驅動以減小電源體積;用於普通功率密度工作於低頻的NCP12601可以配合普通的磁性材料無需做小體積,採用此方案可以做到高性能低成本,適用於對於BOM成本較低的應用,下文主要介紹NCP12601PD65WGEVB,可以覆蓋目前市場流行的45W及60W產品。

ON 65W PD方案主控晶片是Flyback拓撲控制晶片NCP12601,副邊整流電路搭配同步整流控制器NCP4306, 輸出端採用USB-PD控制晶片FUSB3307,具有過電流保護,過電壓保護等保護方式,基於USB PD標準提供了5V/12V/20V多組輸出電壓標準,最大輸出功率做到65W,輸入電壓從90Vrms到265Vrms,採用超結 MOSFET 低頻率驅動實現低成本高效率,因工作於低頻模式,普通MOSFET即可滿足高效能特性,變壓器不需要做的很小,因此降低繞制難度及成本。

NCP12601是多模式工作電源管理晶片,當電源工作在重載時NCP12601工作在CCM模式,當負載減少該控制器將進入非連續導通模式,頻率折回,在空載條件下,控制器進入跳周期模式運行,以實現卓越的待機功耗性能。傳統反激變換器工作模式是固定的,而NCP12601結合QR 模式和CCM 模式優化了電源效率,在同等輸出電壓工作條件下,此方案能達到更高的效率,以下圖表有列出DEMO NCP12601PD65WGEVB在115Vrms, 230Vrms輸入條件下,分別測試了在電源輸出在5V/9V/12V/15V/20V下對應的10%/25%/50%/75%/100%負載狀況,從圖表中可看到5V條件下5點平均效率可達88%,20V輸出條件下5點平均效率可達92.9%,此方案效率得到極大優化,真正解決了輕載條件效率低的問題。

NCP12601 還具有一個高達750V 的高壓啟動電源以實現自啟動,而且HV還具有brown out保護功能,X電容放電機制,可以應用於更寬輸入電壓範圍的應用場合。

►場景應用圖

►產品實體圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►方案線路圖

►效率曲線

►核心技術優勢

 內部集成750V高壓啟動電源  CCM/DCM多模式工作  主晶片集成X2電容放電機制  低待機功耗 <32mW @230Vrms  抖頻技術改善EMI

►方案規格

 輸入電壓:90Vrms - 265Vrms  輸出電壓:5Vdc-20Vdc  輸出電流:5A Max  輸出功率: 65W Max  輸出紋波:<100mV  功率密度:10.7 W / inch3  效率: 92.4% @115Vrms 92.9%@230Vrms  工作溫度:0-50℃  法規:遵從CoC5 Tier2法規

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