基于安森美半导体单片控制器实现电源参考电源的设计方案


原标题:基于安森美半导体单片控制器实现电源参考电源的设计方案
基于安森美半导体单片控制器实现电源参考电源的设计方案,可以涵盖多个应用领域,如家庭和办公应用中的xDSL调制解调器、LED照明、电信和网络应用等。以下分别就这些应用领域,给出基于安森美半导体单片控制器实现电源参考电源的设计方案:
一、家庭和办公应用中的xDSL调制解调器电源参考设计
设计需求
输入:90~270 Vac,50/60 Hz。
输出:1.3 A持续电流时12 Vdc±5%(功率为16 W);1.6 A浪涌电流达10 s。
稳压:结合线路和负载条件下<2%。
输出纹波:低于200 mV p/p。
稳流:结合线路和负载条件下<10%。
平均能效:≥74%(符合“能源之星”外部电源1.1版要求)。
待机(空载)能耗:≤0.3 W。
工作温度:0至50℃。
冷却方式:对流。
设计特点
该适配器电源基于反激转换器拓扑结构而设计,采用了简单的齐纳器件,再加上光电耦合器反馈电路用于输出电压感测和稳压。
交流输入通过四个二极管进行全波整流,并通过电容进行滤波,为反激转换器段提供直流总线。
电阻在导通时提供浪涌电流限制功能,而电容和电感构成了针对导电电磁干扰(EMI)的共模及差模滤波。
反激转换器由安森美半导体的NCP1027控制器(含集成的MOSFETU1)、反激变压器T1以及二极管、电容等次级输出整流/滤波部分组成。
变压器上的辅助绕组及相关元件为控制芯片提供工作偏置,并在电源短路时容许低输出功率,及在空载条件下容许极低待机能耗。
输出电压稳压是通过齐纳器件、电阻和光耦合器等元件组合实现的。
能效与优化
可采用非耗散性谐振缓冲器电路,将电路效率提升几个百分点,有助于符合“能源之星”能效要求。
二、LED照明电源参考设计
设计需求
输入功率范围广泛,可适应不同的电源输入,如交流线路、太阳能板、12V汽车电池等。
需要采用恒定电流来驱动LED,从而确保获得所需的发光亮度和色彩。
设计特点
安森美半导体提供多种固定频率控制器和转换器,将高压场效应管(FET)集成至简单、经济、元件数量少的解决方案之中。
如NCP1351离线式LED驱动器,具有尺寸小、成本低、良好线路稳压等特性,集成了过载保护和短路保护等安全特性。
NCP1651单段式反激控制器集成了功率因数校正和转换器,适用于电子镇流器、街灯、交通信号灯和照明等应用。
对于输入电压小于40V的LED应用,可根据输出电压与输入电压的关系选择降压、升压或降压-升压拓扑结构。
驱动与选择
根据LED的正向电压、结温度范围、驱动电流和制造容限等信息,选择恰当的线性或开关电源拓扑结构。
如采用NCP3065恒流开关稳压器,适合对LED串的平均电流进行稳流,具有较宽的输入电压范围。
三、电信和网络应用电源参考设计
隔离电源转换设计
设计需求:输入电压+48V,输出电压12V,输出功率2W,目标能效高于80%,有隔离要求。
设计特点:采用安森美半导体的PWM控制器及电源开关NCP1030。该器件具有内部启动稳压器、集成门驱动和200V电源开关,降低了电磁干扰(EMI)。
测试数据:基于NCP1030的偏置电源实现高于80%的能效,线路稳压精度和负载稳压精度分别达到0.5%和8%。
非隔离电源转换设计
设计需求:输入电压+12V(精度±10%),两路输出分别为5.0V@3A和3.3V@3A,能效高于80%,无隔离要求,小尺寸及高功率密度等。
设计特点:采用安森美半导体的NCP3121集成双路3A降压稳压器。该器件具有可调节开关频率、宽温度范围的精密内部参考,采用改善热性能的QFN封装。
功能优势:NCP3121内置自动追踪和排序特性,保护上电和掉电的排序,防止错误数据加载至输入/输出(I/O)缓冲器。
综上所述,基于安森美半导体单片控制器实现的电源参考电源设计方案具有广泛的应用领域和显著的技术优势。这些设计方案不仅满足了各种应用场景下的电源需求,还通过创新的电路设计和优化策略,提高了电源效率和稳定性。
责任编辑:David
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