基於 ON Semiconductor NCP13992+NCP1618+ Gan Systems的 Multi Mode PFC+LLC+GaN Fet之750W高效能通訊電源方案

通訊的建設為交換式電源(SMPS)業者帶來了巨大商機,但這一巨大商機同時也為通訊電源設計者帶來了新的挑戰。對於通訊資料中心及大型基地台,多數採用擴充現有設備容量的方式來建設新的通訊設備,其中留給新的通訊所需電能的電源櫃空間往往極其有限,甚至只能採用原有電源櫃。在這些情況下電源櫃的輸出功率需要大幅增加。這就要求通訊電源模組(通常稱其為整流模組)在保持體積基本不變的情況下大幅加輸出功率,即功率密度提升。

本方案基於安森美半導體NCP13992驅動GaN之750W半橋LLC通訊電源,前級PFC採用安森美半導體NCP1618控制晶片,NCP1618可以提供多種工作模式,在Tcycle小於Tclamp 工作頻率時,線路工作在DCM的工作狀態,在Tclamp 大於 Tcycle 小於 TCCM工作頻率是,線路工作在CRM工作模式,在Tcycle 大於120%*TCCM 工作頻率時,線路工作在CCM工作模式,此工作模式可以更好的優化線路架構以及功耗等問題,在輕載待機方面比上一代NCP1616產品提升30MW, 同步在滿載效率有提升2% 。後級的DC/DC則採用安森美半導體NCP13992控制晶片,NCP13992是電流模式的LLC方案,電流模式控制,不需要額外的過載和短路回授電路,有更快的穩定響應。另外實現600V的門級控制,不需要輔助供電線路簡化線路,更高的效率和更低的輕載能耗,同時NCP13992可以半數位控制,輕鬆實現過載保護,硬切換電流保護,死區調整,過壓和過流等的保護。另外,變壓器二次側則採用MPS的MP6924控制晶片,MP6924是SR控制器,可以實現2路驅動控制,極大的優化線路和設計難度,獨特的關斷控制演算法,可以極大的提高整個產品的效率。

►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

NCP13992 是高效能電流模式控制器,適用於半橋諧振轉換器。此控制器能實作 600 V 閘極驅動器,可簡化佈局並減少外接元件數量。內建暫時低壓輸入功能,能在所有應用中簡化控制器的實作。在需要 PFC 前級的應用中,NCP13992 具有專用的輸出可驅動 PFC 控制器。此特點搭配專用的安靜省略模式技術可進一步提升整體應用的輕度負載效率。NCP13992 提供一整套保護功能,能在任何應用中達到安全操作。其中包括過載保護、預防硬切換循環的過電流保護、欠壓偵測、開放式光耦合器偵測、自動失效時間調整、過壓 (OVP) 和過溫保護 (OTP) 保護。 特點: 1. 高頻操作:20 kHz 至 750 kHz 2. 安靜模式技術 3. 電流模式控制機制 4. 自動失效時間搭配最大時效時間箝位 優點: 1. 提高輕載效率,避免變壓器噪音 2. 內置安全保護,改善暫態響應 3. 效率更高 應用: 1. 半橋諧振轉換器 2. 離線電源供應器 3. 筆記型電腦配接器 4. LCD、LED 和 OLED 電視 5. 高功率 AC / DC 配接器 6. 工業和醫療電源供應器 7. 運算電源供應器 8. 照明電源供應器

►方案規格

PFC: ► Topology : Boost @ 65KHZ / CCM operation ► PFC IC : NCP1654BD65R2G. ► PFC control circuit on the daughter board and colayout multi-mode PFC controller NCP1618. ► Gate driver: FAN3100TSX. ► PFC MOSFET: TO-220F, FCF125N65S3 * 2 PCS/ or FCPF099N65S3 * 2 PCS ► PFC Diode: TO-220F, FFSPF2065A * 1 PCS LLC: ► Topology : HB-LLC @ 220KHZ / Full load ► LLC IC : NCP13992A. ► LLC control circuit on main power board. ► LLC GaN & Dr. driver on the daughter board. ► LLC SF3 FRFET power88 NTMT090N65S3HF & FAN3100TSX on the daughter board. ► SR MOSFET / SR controller on the daughter board. ► 2nd side SR Controller: MPS/MP6924 ►SR MOSFET: Power 56 (5*6mm), FDMS86255 * 2 PCS Output ►54V+/13.89A=750 W

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