基于安森美半导体NCP1622 CrM PFC 160W 设计方案

近年来随著应用技术不断推陈出新，造就终端应用的功率需求越来越大，例如：快充充电器、液晶电视电源供应器等等，功率消耗大于一程度时电源供应器就要有功率因数校正(Power Factor Correction, PFC)的功能，以欧盟EN61000-3-2规范要求，所有电子产品输入功率大于75W时，其电源供应都需要有功率因数校正的机能。另外，在规格要求也越来越严苛，以往可能只要求满载下效率与功率因数PF值等，目前会要求在某负载范围下效率都要达到一定的程度，且PF值也要达到一定的数值，以80 Plus金牌等级为例，其在115Vac输入电压时，要求在20%、50%与100%负载的效率分别要大于87%、90%与87%，且在特定条件下，PF值必须大于0.9或0.95以上的程度。因此本方案就是选用CrM PFC控制器来提高电源供应器在整个负载范围内的效率与PF值。

本方案是基于安森美半导体(Onsemi Semiconductor) NCP1622 160W PFC解决方案，本方案会着重在整体效率。安森美半导体NCP1622是一款近年推出的CrM PFC控制器，它是带有谷底同步频率折返(Vally Synchronized Frequency Fold−back, VSFF)的CrM PFC，图一所示为传统CrM跟VSFF在不同负载下其切换频率对输入电压的变化，VSFF操作模式让电源供应器在不同负载情况下得以获得整体最佳效率。另外，安森美半导体NCP1622也有提供几个实用的功能，第一、NCP1622是一个TSOP-6包装，以最小化PFC控制器。第二、NCP1622整合零电流检测(Zero Current Detection, ZCD)与电流侦测(Current Sensor)线路，以提供最简化PFC线路。第三、NCP1622提供两种零电流检测(Zero Current Detection, ZCD)线路，可满足多种应用场合。第四、NCP1622有提供Skip功能，让NCP1622工作在轻负载情况下有好的功耗表现。

图一、CrM跟VSFF在切换频率对输入电压的变化

本方案使用安森美半导体(Onsemi Semiconductor) NCP1622 CrM PFC控制器做160W前端稳压解决方案，从图二可以看出本方案在不同输入电压110Vac至230Vac，负载从10%~100%范围内，其效率都可维持在90%以上，在高压230Vac输入时，效率更可高达96.4%。从图三本方案在不同输入电压90Vac至265Vac，负载从50%~100%范围内，其PF值都可维持在0.9以上。图四是本方案在不同输入电压90Vac至265Vac，负载从20%~100%范围内，其THD值几乎都可以维持20%以下，在高压264Vac输入20%负载时，THD还可在20%以下。

图二、本方案在各负载下的效率曲线


图三、本方案在各负载下的PF值

图四、本方案在各负载下的THD表现

►场景应用图

►产品实体图

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势

1. NCP1622 结合CS跟ZCD在同一脚位 2. NCP1622 ON-time调变器可在频率折返期间维持适当的电流形状 3. NCP1622 CRM操作模式下提供谷底切换功能 4. NCP1622提供使用MOSFET汲极(Drain)电压或辅助绕组方式侦测零电流 5. NCP1622提供Termal Shutdown、Non-latching OVP、Brown-out Detection、Skip功能

►方案规格

1. 全电压输入: 90Vac ~ 264Vac 2. 输出电压: 390Vdc 3. 最小/最大输出电流: 40mA/400mA 4. 最大输出功率: 390Vdc/400mA 5. 效率 > 90% @(10%~100% load) 6. P.F. > 90% @(50%~100% load) 7. 具有二次OVP保护、过电的限制、Pass Diodes的短路保护、FB/GND-pin 开路保护等 8. 展示板PCB尺寸LxWxH= 190 mm x 110 mm x 10 mm