视频讲方案基于ONNCP1937NCP

09:18近年来直流无刷马达(BLDC)被广泛的应用在各产业中，例如：汽车电子产业里的散热风扇、雨刷等，或是消费性电子产业里的家用风扇、空气清净机等，或者是医疗产业里的呼吸器、分析仪等应用。这些直流无刷马达的应用都需要一个直流电源。另外，环保意识抬头的风潮下，各国都纷纷制定适配器电源相关的规范来约束，欧盟CodeofConduct(CoC)与美国能源部(DoE)为目前电源业界最常使用的规范，使得整个适配器电源市场都要求高效率与低空载待机功耗。以一个90W的适配器为例，其整体四点平均效率(25%,50%,75%,%)必须大于89%，空载待机功耗必须小于0.15W。另外，为了符合法规要求线路会搭配功率因数校正电路(PFC)，使得适配器在满载时有好的功率因数表现，因此，适配器在空载待机与搭配功率因数校正电路状况下，空载待机功耗要小于0.15W几乎是很难达到，所以势必要把功率因数校正电路给关闭。因此本方案以呼吸器用的24V-90W电源适配器为例，主要控制器采用安森美半导体ComboICNCP，并搭配二次侧同步整流NCP来实现本案的诉求高效能、低空载待机功耗。本案会采用NCP主要它是一款ComboIC(CrM_PFC+QR_PWM)，可大幅简化PFC与PWM周边元件，再者，CrM_PFC又非常适合在W以下的应用场合。另外，NCP有提供两个独特功能，让设计者能将它调整成适合各领域的应用。首先，NCP有提供依照输入电压而提供两阶不同输出电压，这功能可以提高低压输入时的整体效率，不用再搭配额外电路就可达到，当然这功能也可以让使用者关闭(Pin18不使用)。NCP也提供让使用者透过外部连接一对地电阻设定来控制PFC的ON/OFF，当NCPPin6电压低于2V时，NCP会关闭PFC，反之亦然，这PFC启闭功能可以提高整体线路在中载与轻载时效率，这功能也不需要额外的线路就可达成。本方案也会使用NCP这两个独特功能，首先，高/低电压输入时，其PFC电压为设定为V/V。再者，将PFCON/OFF设定输出瓦数超出5.4W开启PFC，输出瓦数低于0.72W关闭PFC，这主要是让PFC电路在空载时是关闭的，以获得好的待机功耗表现。在输出5.4W时开启PFC，这主要考量呼吸器在运转时，其电流是高高低低的，不会维持在一定值，为了让PFC电路不受呼吸器运转所影响，而开开关关的，因此将瓦数设在5.4W开启PFC线路，使适配器可在极低输出瓦数下可以稳定的操作。本方案的呼吸器用的24V-90W适配器电源也应用NCP这两个独特功能以达到高效率(＞90%)与低空载待机功耗(＜0.15W)要求。图一、为本案在不同输入电压/输出瓦数下的效率表现，最佳效率有92.1%

Vac/75%Load，最差效率还有87.29%

Vac/25%Load，其四点平居效率为90%。图二、为本案在不同输入电压

10%Load以下，其效率的表现，从图二可看出在10%Load下最差效率还有79.58%的表示。图三、为本案在不同输入电压下的空载待机功耗表现，可以看出本案最差的空载待机功耗是0.06W

Vac时，其待机功耗是可以符合法规的要求0.15W以下。图四、为本案在不同输入电压/输出瓦数的PF值表现，从图四中可以看出

25%Load下PFC电路还是开启的。图五、为本案在不同输入电压下PFC电路开启/关闭的状况，PFC开启电流在0.A，PFC关闭电流在0.03A。安森美半导体NCP是一款先进的ComboIC，它结合PFC(PowerFactorCorrection)与QR_Flyback(Quasi-Resonant_Flyback)控制器在SOIC-20包装里。在PFC部分，它是属于CrM(CriticalConductionMode,CrM)的操作模式并带有最大频率限制机制(Maximumfrequencyclamp)，此功能主要在轻载时能有效降低PFCMOSFET切换损失(PFCMOSFETswitchinglosses)，以提升PFC在轻载时的整体效率，并且PFC控制器也提供过电压保护与昇压二极体短路保护。另外，NCP也提供让使用者透过外部电阻来设定控制PFC的ON/OFF。在QR_Flyback部分，它是属于谷底切换的操作(ValleySwitchingOperation)并带有谷底闭锁(Valley-LocKout)的功能，此功能能让Powersupply大幅减少噪音的发生，并且QR_Flyback控制器也提供内部4mS软启动功能、可调整得过功率保护、输出线圈与二极体短路保护。NCP是安森美半导体一款全功能的控制器与驱动器，专门为开关电源的同步整流电路而设计，适用于Flyback、Forwoard与HB-LLC等电路架构中。它提供外部可调最短开关时间有助减寄生元件所产生的震荡，NCP也提供高达V的零电流侦测能力、高汲电流能力(Isource=2.5A/Isink=5A)与宽操作电压(30V)，让NCP适合运用在更宽广的输出电压场合。场景应用图产品实体图展示版照片方案方块图核心技术优势高整合度IC包含PFC与QR_Flyback控制器PFC控制器为CRM操作模式并带有最大频率的限制PFC控制器提供PFCdiode短路保护依照输入电压不同提供两阶不同的PFC输出电压可规划PFC的启/闭点QR_Flyback控制器为谷底切换操作并带有谷底闭锁功能QR_Flyback控制器提供频率折返功能并带有最小切换频率的限制以提高轻载效率QR_Flyback控制器提供绕组短路与输出二极体短路保护方案规格全电压输入:90Vac~Vac最大输出功率:24V/3.75A四点效率90%

(25%,50%,75%,%)PFC启/闭瓦数为5.4W/0.72W具有过压保护OVP与过温保护OTP展示板PCB尺寸LxWxH=mmx65mmx32mm

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