NCP1601型功率因數校正控制器的原理及應用

ncp1601型功率因數校正控制器的原理及應用 摘要：ncp1601型功率因數校正控制器可工作在不連續信號模式（dcm）和臨界傳導模式（crm）二種工作模式下。文中介紹ncp1601的結構和特點，詳細敘述其工作原理并給出一種典型應用電路。 關鍵詞：功率因數校正控制器 dcm/crm 原理 集成電路1 概述安森美半導體公司推出的ncp1601型功率因數校正（pfc）控制器能不連續傳導模式（dcm）和臨界傳導模式（crm或bcm）下工作，它兼有二種工作模式的優點。因固定頻率dcm可限制最高開關頻率，從而限制污染系統環境的傳導輻射和emi噪聲。而不定頻率crm則可限制升壓mosfet、二極管和電感器的最大電流，以降低成本，提高電路的可靠性。ncp1601結合dcm與crm的優點及高安全性保護特征，適合于電子鎮流器，ac適配器、tv與臨視器等中低功率電源pfc預調節器應用。可在dcm和crm下工作是ncp1601的主要創新點。ncp1601的其他特點如下：·在電壓工作模式下能提供簡單的電壓模式反饋；·啟動電流（典型值為17μa）和關閉電流（典型值為24μa）低；·dcm開關頻率可編程；·可同步模式工作（o

交錯式PFC技術趨勢及新穎的單芯片交錯式PFC控制器的應用

。 雖然交錯式pfc使用相對較多的元器件，但卻擁有很多優勢。例如，150 w的pfc比300 w pfc更易于設計、便于采取模塊化途徑、散熱更好及可以擴展臨界導電模式(crm)應用范圍等。另外，兩個不連續導電模式(dcm) pfc看上去象一個連續導電模式(ccm) pfc，簡化了電磁干擾(emi)濾波設計，減小輸出均方根(rms)電流，從而減少損耗及發熱，提高設計的可靠性。尤為值得稱道的是，交錯式pfc支持使用尺寸更小的元器件，從而利于纖薄設計，增強產品賣點。 圖1：采用兩顆ncp1601 pfc控制器實現的交錯式pfc架構功能框圖 圖1所示的交錯式pfc是一種分立式的解決方案，采用了2顆ncp1601芯片。ncp1601是一款緊湊的固定頻率dcm或crm pfc控制器，采用soic-8或pdip-8封裝，能夠充分利用dcm及crm這兩種工作模式的優勢，如dcm限制最大開關頻率，crm限制升壓二極管、mosfet及電感的最大電流，降低成本及提升電路可靠性。這2顆ncp1601 pfc控制器驅動2個pfc分支，這2個分支同步但獨立工作，從而保證了dcm工作模式(零電流檢測)，

安森美創新功率因素校正控制器

安森美半導體（on semiconductor）持續為電源制造商提供降低待機和工作能耗的創新方案，推出兩款為輸入電平在75瓦（w）至幾千瓦（kw）的電源而設計的全新功率因素校正（pfc）控制器。全新ncp1653和ncp1601控制器是電視機、平板顯示器、臺式電腦和筆記本適配器smps、離線電池充電器以及電冰箱、洗衣機和干衣機等白色家電中功率因素校正的理想選擇。 ncp1653為定頻、電流模式pfc控制器，為有效驅動需要中高功率（100w至3kw）的連續導電模式（ccm）升壓轉換器而設計。除通常的固定輸出電壓控制外，它還以輸出電壓跟蹤輸入電壓的形式工作，稱為跟隨升壓。ncp1653盡管結構簡單（8引腳封裝），但具有許多較復雜控制器所含的功能：平均電流模式或電壓模式控制、軟啟動、vcc滯后欠壓閉鎖、欠壓、過壓和過載保護以及滯后熱關機等。 ncp1601為較低功率范圍（最高300w）pfc升壓電路設計的控制器。該控制器能在定頻非連續導電模式（dcm）和/或可變頻率臨界導電模式（crm）中工作，充分利用兩種模式的優勢。在dcm中它可與外部頻率源同步化或設為固定頻

選擇正確的功率因數校正(PFC)拓撲

年來，此方法獲創新的改進，提升了效率，mc33260 pfc 控制器提供跟隨升壓選項，通過使升壓轉換器的輸出電壓隨著線路電壓的變化而變化，降低了33%的 mosfet 導電損耗，減小了43%的升壓電感尺寸。此外，專為crm和dcm應用而設計的升壓二極管可提供更佳的正向壓降(mur450, mur550)。然而，crm pfc仍受到一些限制，如較難過濾的可變頻率和接近零交叉的高開關頻率。 b. 不連續導電模式(dcm) pfc -此創新的方案延承了crm的優點，并消除了若干限制，安森美半導體的ncp1601 dcm/crm控制器便是一例。此器件可完全在dcm中工作并保持恒頻，也可以部分在crm模式中工作。在第二種情況下，峰值電流與crm維持在同一水平，但最高頻率明顯降低，減輕了濾波負擔。降低開關頻率的另一大優點是有助降低輕載或空載功耗，以滿足各種高能效標準。ncp1601 [3] 具有專利控制架構，通過模式轉換保持pfc，提供比其它方法更為卓越的性能。圖2顯示了ncp1601a在100 w中的應用，這種方法簡單且有效 - 110 vac 和滿載時的功率因數超過0.99且效率高達 94%。 圖2

電源管理趨勢探討

大多數pwm控制芯片都具有待機功能。芯片本身可以通過檢測電路工作狀態，在空載或輕載情況下自動實現待機功能。為進一步降低待機能耗，從系統設計角度考慮，安森美還推出了極低待機能耗的pwm控制芯片ncp1230/1，該系列產品可在輕載/空載時關斷功率因數校正（pfc），消除了一個功率環節，降低了整個系統待機能耗，該產品適用于筆記本電腦、顯示器等適配器電源。 特別值得一提的是今年一季度推出的適用于適配器、含pfc級的高效率、超低待機能耗電源方案ncp1603。該芯片內置非連續電流型pfc控制芯片ncp1601和電流型pwm控制芯片ncp1230，將pfc和pwm芯片集成于一體，充分結合兩種芯片的優點，避免了兩段設計常見的頻率同步問題并在輕載/空載情況下關斷pfc段，實現了超低待機能耗。 來源:小草

NCP1601組成的100W斷續導通型PFC控制電路圖

     用 NCP1601制作100W PFC電路：

　　圖1給出了電路原理。

NCP1601BPG的技術參數

產品型號:NCP1601BPG
功率級別:Up to 400W
功率因子修正方法:Voltage mode boost
操作模式:固定頻率DCM
封裝/溫度(℃):DIP-8/-40~125
描述:過壓、可編程過流和過溫保護的功率因子修正器
價格/1片(套):￥7.20


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NCP1601BDR2G的技術參數

產品型號:NCP1601BDR2G
功率級別:Up to 400W
功率因子修正方法:Voltage-mode boost
操作模式:固定頻率DCM
封裝/溫度(℃):SOIC-8/-40~125
描述:過壓、可編程過流和過溫保護的功率因子修正器
價格/1片(套):￥5.90


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NCP1601APG的技術參數

產品型號:NCP1601APG
功率級別:Up to 400W
功率因子修正方法:Voltage mode boost
操作模式:固定頻率DCM
封裝/溫度(℃):DIP-8/-40~125
描述:過壓、可編程過流和過溫保護的功率因子修正器
價格/1片(套):￥7.20


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NCP1601ADR2G的技術參數

產品型號:NCP1601ADR2G
功率級別:Up to 400W
功率因子修正方法:Voltage mode boost
操作模式:固定頻率DCM
封裝/溫度(℃):SOIC-8/-40~125
描述:過壓、可編程過流和過溫保護的功率因子修正器
價格/1片(套):￥5.90


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安森美：全高清電視的電源發展趨勢解析

mosfet和變壓器中的電流規格是半橋結構的一半，它能夠通過隔離變壓器直接驅動功率mosfet，更易于實現初級端過流保護(ocp)等。 為了更好應對市場對更大尺寸lips液晶電視的需求，安森美半導體正在開發下一代的lips液晶電視參考設計，并計劃于2009年中推出46/47英寸參考設計。在lips逆變器部分，采用與32英寸方案相同的全橋逆變器和背光控制器lx6503，但輸出功率大幅提高，可以驅動更多的ccfl燈。而在系統主板電源方面，可以根據具體設計要求來靈活選擇安森美半導體的解決方案，如ncp1601、ncp1606或ncp1631等pfc控制器，以及ncp1351或ncp1379等pwm控制器。這新的解決方案采用帶有繼電器的專用待機開關電源，支持低至150mw的超低待機能耗。這解決方案電路板上的元件高度低于16mm(系統總度度低于20mm)，支持更纖薄液晶電視設計。安森美半導體的這些液晶電視參考設計完全符合“能源之星”規范對全高清電視的能耗要求，并有較大的裕量。 值得一提的是，美國/北美和中國/歐盟等不同區域市場對電源的要求不盡相同，安森美半導體針對世界上不同區域的不同電源要求，提供

安森美推出適用于電腦及白色家電的控制器

安森美半導體(on semiconductor)日前推出兩款為輸入電平在75w至幾千瓦(kw)的電源而設計的全新功率因素校正(pfc)控制器——ncp1653和ncp1601。該器件適用于電視機、平板顯示器、臺式電腦和筆記本適配器smps、離線電池充電器，以及電冰箱、洗衣機和干衣機等白色家電中的功率因素校正。 其中，ncp1653是一款定頻、電流模式pfc控制器，為有效驅動需要中高功率(100w至3kw)的連續導電模式(ccm)升壓轉換器而設計。除通常的固定輸出電壓控制外，它還以輸出電壓跟蹤輸入電壓的形式工作，稱為跟隨升壓。ncp1653采用結構簡單的8引腳封裝，但具有許多較復雜控制器所擁有的功能，包括平均電流模式或電壓模式控制、軟啟動、vcc滯后欠壓閉鎖、欠壓、過壓和過載保護以及滯后熱關機等。 而ncp1601是一款為較低功率范圍(最高300w)pfc升壓電路設計的控制器。該控制器能在定頻非連續導電模式(dcm)和/或可變頻率臨界導電模式(crm)中工作。在dcm中它可與外部頻率源同步化或設為固定頻率。當負載和線路條件使其接近連續導電模式時，輸出驅動延遲，導致其在“工作頻率

安森美推出廣泛電源應用的功率因素校正控制器

安森美半導體持續為電源制造商提供降低待機和工作能耗的創新方案，推出兩款為輸入電平在75瓦（w）至幾千瓦（kw）的電源而設計的全新功率因素校正（pfc）控制器。全新ncp1653和ncp1601控制器是電視機、平板顯示器、臺式電腦和筆記本適配器smps、離線電池充電器以及電冰箱、洗衣機和干衣機等白色家電中功率因素校正的理想選擇。 ncp1653為定頻、電流模式pfc控制器，為有效驅動需要中高功率（100w至3kw）的連續導電模式（ccm）升壓轉換器而設計。除通常的固定輸出電壓控制外，它還以輸出電壓跟蹤輸入電壓的形式工作，稱為跟隨升壓。ncp1653盡管結構簡單（8引腳封裝），但具有許多較復雜控制器所含的功能：平均電流模式或電壓模式控制、軟啟動、vcc滯后欠壓閉鎖、欠壓、過壓和過載保護以及滯后熱關機等。 ncp1601為較低功率范圍（最高300w）pfc升壓電路設計的控制器。該控制器能在定頻非連續導電模式（dcm）和/或可變頻率臨界導電模式（crm）中工作，充分利用兩種模式的優勢。在dcm中它可與外部頻率源同步化或設為固定頻率。當負載和線路條件使其接近連續導電模式時，輸出

選擇正確的功率因數校正(PFC)拓撲

法。近年來，此方法獲創新的改進，提升了效率，mc33260 pfc 控制器提供跟隨升壓選項，通過使升壓轉換器的輸出電壓隨著線路電壓的變化而變化，降低了33%的mosfet導電損耗，減小了43%的升壓電感尺寸。此外，專為crm和dcm應用而設計的升壓二極管可提供更佳的正向壓降(mur450, mur550)。然而，crm pfc仍受到一些限制，如較難過濾的可變頻率和接近零交叉的高開關頻率。 b. 不連續導電模式(dcm) pfc-此創新的方案延承了crm的優點，并消除了若干限制，安森美半導體的ncp1601 dcm/crm控制器便是一例。此器件可完全在dcm中工作并保持恒頻，也可以部分在crm模式中工作。在第二種情況下，峰值電流與crm維持在同一水平，但最高頻率明顯降低，減輕了濾波負擔。降低開關頻率的另一大優點是有助降低輕載或空載功耗，以滿足各種高能效標準。ncp1601[3]具有專利控制架構，通過模式轉換保持pfc，提供比其它方法更為卓越的性能。圖2顯示了ncp1601a在100w中的應用，這種方法簡單且有效-110 vac和滿載時的功率因數超過0.99且效率高達94%。 圖2 ncp16

安森美半導體高效電源管理技術助力節能環保

最高峰值電壓，對應用的功耗進行優化。 功率因數校正解決方案 降低諧波的pfc能力可以集成在許多電源設計當中。但是設計人員在滿足一些認證要求及其客戶期望的成本時，通常需要面對集成合適pfc段的難度。許多新的pfc拓撲結構和元件的出現，有助于設計人員優化設計以滿足給定應用的需求，還可以最大限度地降低設計人員滿足認證要求的難度。這種方法可以通過簡化主要功率轉換級的設計和不使用常見的波段開關和保持電容器等元件而獲得更多的好處。 去年，安森美半導體就推出了兩款pfc控制器ncp1653和ncp1601，兩款器件是為輸入功率在75 w至幾千瓦的電源設計的，適用于電視機、平板顯示器、臺式電腦和筆記本適配器開關電源、離線電池充電器，以及電冰箱、洗衣機和干衣機等白色家電中的功率因素校正應用。 今年，該公司又擴展了四款pfc控制器，適用于照明、電源適配器、atx電源、平板電視和其他電源應用，可促進符合全球新興能源效率和功率因數標準的高效電源開發。 其中的ncp1605是一款強化型高電壓和高效率待機模式pfc制器，采用定頻(fixed frequency)非連續導電模式（dcm，discon

NCP1601組成的100W斷續導通型PFC控制電路圖

用 ncp1601制作100w pfc電路： 圖1給出了電路原理。 圖1 ncp1601組成的100w斷續導通型pfc控制電路 ncp1601 a是安森美公司最新的為小功率pfc設計的產品。它可以工作在兩種工作狀態：即斷續導通型（dcm）和臨界導通型（crm）。dcm 的特色在于能限制最大開關頻率，以便簡化前端的emi設計。而crm型則可以限制電感中的電流應力，以節省mosfet和快速二極管的成本、尺寸以及可靠性。 通用的小功率pfc控制方法通常都是采用臨界導通型（crm），它可以改變開關頻率。crm方式的開關頻率可以變得非常高，它出現在正弦波零跨躍時，但有時高的開關頻率使得crm方式的emi問題幾乎無法解決。當然，crm有一個超過定頻dcm方式的優點9即只有較低的峰值電流，這對于pfc是非常羹要的。crm在大電流應力的瞬間更可取一些。作為結果，ncp1601 a開發成具有dcm 和crm兩者優點的pfc控制 ic。變換器使用ncp1601 a在多數應力狀態時要工作在crm狀態下，而就在零跨躍的瞬間能工作在dcm狀態下。 來源:秫秫