電源適配器中安森美半導(dǎo)體超低待機能耗方案

　　筆記本電腦、液晶顯示器及打印機等產(chǎn)品都要使用AC-DC電源適配器作為供電電源。這些適配器長時間處于空載待機模式，而且用量巨大，但相當(dāng)多現(xiàn)有產(chǎn)品的待機能耗較高，由此電能浪費也巨大。為了節(jié)省能耗，美國“能源之星”標(biāo)準(zhǔn)對這類外部電源(EPS)的空載能耗制定了明確要求，規(guī)定功率50 W以下的AC-DC EPS空載能耗不得超過0.3 W;50 W至250 W的AC-DC空載能耗不得超過0.5 W。目前市場上較佳性能的AC-DC適配器最佳空載能耗性能是30 mW左右。而安森美半導(dǎo)體NCP1246的空載能耗小于16 mW，利用NCP1246 + NCP4354實現(xiàn)的低待機能耗解決方案可超越“能源之星”的要求，適用于功率65 W的電源適配器，并能實現(xiàn)20 mW以下的極低待機能耗;NCP1254/5/49則是帶峰值功率擴充的電流模式PWM控制器，用于打印機適配器，同樣具有極低的空載待機能耗。

　　高壓固定頻率電流模式反激控制器的特性及應(yīng)用

　　安森美半導(dǎo)體針對高壓固定頻率電流模式反激控制器包含NCP1246、NCP1247、NCP1248和NCP1240等器件。NCP1246/7/8均可通過光耦觸發(fā)低功耗關(guān)閉模式。在正常工作期間，20 kΩ上拉電阻在FB引腳上提供250 μA偏置電流;在關(guān)閉模式期間，VFB(reg)為0 V，F(xiàn)B引腳另由小得多的5 μA電流源偏置。這些器件只需要極小的光耦電流來維持關(guān)閉模式。由于光耦的低電流傳輸比(CTR)，NCP4353/4使用150 μA電流來確保關(guān)閉模式可靠，見圖1。

　　NCP1246是一款滿足“能源之星”要求的初級端控制器。其特性包括頻率反走、跳周期模式、高壓啟動、動態(tài)自供電(DSS)、輸入欠壓(BO)檢測、有源X2電容放電、基于定時器的過功率保護(OPP)、頻率抖動、嚴(yán)重故障時閂鎖、自動恢復(fù)或閂鎖選擇的過流保護(OCP)，以及空載待機能耗< 30 mW。其市場及應(yīng)用包括：AC適配器(筆記本電腦、液晶顯示器和打印機)、開放式電源(DVD、STB)、離線電池充電器、消費類電子產(chǎn)品電源等。

　　NCP1247/48均為低待機功耗高壓啟動定頻控制器，重要應(yīng)用是筆記本電腦和打印機AC電源適配器，以及DVD、STB的開放式電源。NCP1247基于NCP1246，具有NCP1246的全部特性及更多特性，如延長維持時間(52ms)、更好的X2放電序列;延長連續(xù)門極驅(qū)動，改善高壓引腳高低壓OCP補償，更適合于同步整流(SR)應(yīng)用，為PLD測試提供新的輸入欠壓(BO)檢測選擇;還增加了70 Vac。NCP1248基于NCP1247，可提供NCP1247的全部特性及更多特性，消除了輕載期間的固定電流設(shè)定點，減小了FB引腳上的跳周期模式閾值。

　　NCP1240是一個低待機能耗高壓啟動定頻控制器，即將于2014年第二季度提供樣品，可用于英特爾Haswell CPU電源應(yīng)用。這器件基于NCP1248，提供NCP1248的全部特性及更多特性，如雙OCP、快速OCP定時器，以及2 ms軟OCP定時器。

　　NCP124x系列是為空載和輕負(fù)載條件下最大限度地降低能耗而專門優(yōu)化的。器件可動態(tài)自供電，內(nèi)置了有源X2電容放電;可以進入省電休眠狀態(tài)，提供輸出電壓打嗝模式;在輕負(fù)載條件下降低頻率，并采用跳周期模式;省去了放電電阻，從而節(jié)省了電力及元件;在空載條件下顯著降低了功耗，保持整個線路/負(fù)載范圍內(nèi)的高效率。

　　此外，在嚴(yán)重故障情況下，NCP124x可閉鎖輸入，允許直接連接NTC;基于定時器的保護可自動恢復(fù)或鎖定;具有高壓啟動電路;在整個負(fù)載范圍內(nèi)軟化EMI干擾的頻率抖動;實現(xiàn)高達30 V的Vcc 操作。

　　值得一提的是，為了符合安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，AC-DC電源必須具備在撥出交流插頭后不到1秒時間內(nèi)將電磁干擾(EMI)濾波器X2輸入電容放電的能力。為了符合此要求，常使用與電容并聯(lián)的一串高阻抗電阻，但是，電阻型消耗源(drain)消耗約25 mW輸入能耗，當(dāng)考慮到空載輸入能耗時，此25 mW能耗相對較大。安森美半導(dǎo)體的方案采用有源X2電容放電來檢測斷開交流連接狀況，并通過開關(guān)觸發(fā)電容放電。NCP124x的HV引腳包含了交流線路撥出檢測器，如果定時器定時到期，輸入即為直流，放電電路被觸發(fā)，X2電容放電，見圖2。