1ST创新的电源适配器解决方案

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1、Sam GuoST创新的电源适创新的电源适配器解决方案配器解决方案I&PC 产品组产品组Nov 2007离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 目录目录交流直流电源适配器概述小功率适配器L6668:电流式PWM控制器L6566B:多功能电流式PWM控制器中功率适配器L6563:先进的临界模式功率因数校正控制器L6563+L6668L6563A+L6566A大功率适配器L6599谐振半桥控制器2007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 额定功率典型解决方案典型满负载能效典型空负载功耗输入功率85%0.3 W输出功率85%0.5 W输出功率85%0.8 W输出功率150 W

2、临界式或固定频率式功率因数校正器+正激变换器或零压开关半桥85%1 W交流直流电源适配器概述交流直流电源适配器概述(I)谐振半桥控制器谐振半桥控制器2007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 输出功率输入功率效率0.5W1W1W1.7W1.7W2.4W10W85%交流直流电源适配器概述交流直流电源适配器概述(II)90W适配器的低负载输入功率要求适配器的低负载输入功率要求115V低负载输入功率低负载输入功率要求230V低负载输入功率230Vac能效115Vac能效2007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 小功率适配器小功率适配器(输入功率输入功率84%

3、0.3W符合美国总统第13221号行政令84%0.3W符合美国总统第13221号行政令1W2007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 中功率适配器中功率适配器(最大输出功率最大输出功率100 W)系统架构系统架构VoutdcPFC控制器如果功率因数校正器工作异常，为安全保护，自动关断PWM控制器在低负载下，可以关断功率因数校正器，以便更好地符合节能降耗的要求.PWM控制器PFC预稳压器(升压器)DC-DC 变换器(反激式)EMI滤波器Vinac选件:同步整流器CV/CC控制器2007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 L6563/A先进的过渡模式功率因数

4、校正控制器先进的过渡模式功率因数校正控制器n 欠压锁保护，带滞后电压n 2%参考电压n 远程通断控制n 过流保护，动静态过压保护n 电感器饱合检测n 升压跟随器工作模式可选n 电压前馈电路n 断路反响检测输入n AC 欠压检测输入n 连接PWM控制器的通信线路n 内部启动器n 用于临界模式操作的同步输入n 电流检测输入引脚前缘尖峰消隐n 高容量MOSFET驱动器n 封装:SO14+-VREF2INTERNALSUPPLY BUS+-2.5VR1R2+-DRIVER-+ZERO CURRENTDETECTORVCC141234ZCDVCCINVCOMPMUL TCSGD1311GND12MUL

5、TIPLIERRSQSTARTER1.7V+-6TBOVOL TAGE REGULATOR+-2.5VPFC_OK71:1CURRENTMIRROR+-AC_OK100.52V0.62VOCPPW M_LATCH85VFFLEADING-EDGEBLANKING1/V21:1BUFFERfromVFF1.4V0.7VPW M_STOP9INTERNALSUPPLY BUSUVLOCOMPARATOR+-0.2V0.3V16 VSATDISABLELATCHUVLO3VSATTRACKING BOOSTOPTIONRUN2007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 基于基于L6

6、563/A的的PFC预稳压器预稳压器 电压前馈电路电压前馈电路 只需一对外部阻容元件 完全修正输入电压变化 回路增益和带宽恒定 抑制电网电源浪涌恒定最大功率输出 改进高压线路上的总谐波失真和功率因数0.111010020020406080开环增益f HzdBVin=264 Vac Vin=88 Vac 16.3 dBfc=21.6 Hzfc=5.7 Hz L6561 L6562 5MULT3RARectified mainsRBideal diodecurrentreference(Vcsx)VFFCFFRFF-+1/V2MULTIPLIERL6563-+VREFINV1COMP2 DC电压等

7、于多个MULTI脚的峰压2007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 ILtTONTOFFMOS二极管ILtTONTOFFMOS二极管J 优点F 电感值变小，电感器尺寸变小F MOSFET的Irm值变小，导通损耗更低，整体能效更高L 缺点F 二极管的 Irm值变大，输出电容变大F 串联的反激式不是最优化升压跟随器普通升压器Vout1Vout2Vac1Vac2VoutVoutVac1Vac2PFC 预稳压器预稳压器 升压跟随器方法升压跟随器方法2007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 升压跟随器方法升压跟随器方法用用L6563/A实现升压跟随器实现升压跟随

8、器只需一个电阻器只需一个电阻器!配合电压前馈功能 最大输入和最小输入的输出电压独立设置 输出电压钳位 公差小，温度补偿100150200250300200250300350400Vout(Vin)Vin2VinmaxVinVoutmaxVinminVout VinmaxTBOL65636DC l evel equal t oVFF pi n vol t ageDC电压等于VFF引脚电压2007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 基于基于L6563/A的的PFC预稳压器预稳压器PFC断开反响检测断开反响检测 防止任何形式的回路断开、性能降低或设定错误 需要增加分压器(在230

9、Vac下，当PFC关断时，功耗16 mW)关断PFC，可能也会关断 PWMINVL656317PFC_OKVout8PWM_LATCHto New_PWMTo L6668or L65662007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 L6668和和L6566低负载下低负载下PFC预稳压器的管理预稳压器的管理 当Pin Pin2Pin1 时，重新导通PFC控制器 PFC级功耗节省0.50.8 W 在低负载下无需符合任何谐波法规 foscfmin正常工作间歇模式(外部设定)1234fswVCOMPPFC关断PFC重新导通Audible rangeL6668PFC 关断PFC 重新导

10、通L65662007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 L6563+L6668适配器适配器PFC预稳压器通断控制预稳压器通断控制n关断L6563的电源电压 n电源总线上无多余损耗nVcc电容值小(100470 nF):快速重启n如果PWM关断，L6563那么关断(有利于电路保护)L6563Vcc10 kW14220 nFBC557New_PWMPFC_STOP14电源总线延迟关断L66682007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 L6563+L6668适配器适配器启动顺序和自供电系统启动顺序和自供电系统nPWM控制器先启动(主控制器);L6563是从控

11、制器n高压启动电流发生器(1 mA)n起机时间与线路电压无关n剩余功耗在230V交流电压下小于 10 mW(PFC关闭)n双电容+二极管电路利于能量保持，用于在负载断开或零负载下出现高 VccVCCL666851N414847 F100 FBC557100 WL6563Vcc8PFC outputHV1PFC_STOP142007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 L6563+L6566适配器适配器PFC 通断控制、顺序启动和自供电通断控制、顺序启动和自供电 VCCL6566161N414847 F100 F100 WL6563Vcc14PFC输出HVS1Vcc_PFC4n

12、L6566先启动，然后给L6563供电nL6566电源总线上无剩余功耗nL6563的Vcc电容很小(100470 nF)：快速启动n双电容+二极管电路利于能量保持，用于在负载断开或零负载下出现高 Vccn700V启动电流发生器(1 mA)n起机时间与线路电压无关n剩余功耗在230Vac下小于 10 mW内部关断延迟2007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 ARRVVVstartRR1510911045.045.043AVVVoxVVVstartRl15/)45.0)5.2(5.2*)45.0(1.公式12.公式2L6563A+L6566A适配器适配器PFC过压保护过压保护

13、,L6566A AC_OK和和VFF的设置的设置 L6566A的高压输入总线的高压输入总线过压/过流保护可选频率补偿TBO功能动态过压保护静态过压保护失效(闩锁)失效(不闩锁)2007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 1.欠压2.TBO FunctionVstartupVRRR6.0*)65(14)65(*1452.0_RRRVpfcVoffW610*201VoR1*12121*14652*14*1VinVinVinVoVoRRRRRVinRtVVinVinVinVoVoVoRR5.21*121215.2*)1(2L6563A+L6566A适配器适配器PFC欠压和欠压和T

14、BO的设置的设置“理想二极管通断控制(欠压检测)整流后的电网电源电源感应误差放大器乘法器2007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 L6563+L6668宽输入电压宽输入电压18V/80W适配器适配器典型性能典型性能Vin VAC90110135175230265Pin W0.6700.7100.7460.8020.8600.908Vin VAC90110135175230265Pin W0.0850.1100.1380.1850.2400.278在Pout=0.5W时的输入功耗无负载时的输入功耗Vin VAC90110135175230265%80.782.583.383

15、.784.184.4全负载总体能效符合欧洲CoC法规80%0.5W符合美国总统第13221号行政令80%0.5W1W全负载总体能效符合美国总统第13221号行政令符合欧洲CoC法规在Pout=0.5W时的输入功耗无负载时的输入功耗2007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 大功率适配器大功率适配器(输出超过输出超过90 W)系统架构系统架构 VoutdcPFC控制器如果PFC出现异常操作，为平安起见，关断PWM控制器在低负载下，为了更好地符合节能要求，关断PFC控制器谐振控制器预稳压器(升压器)DC-DC变换器(LLC谐振半桥)EMI滤波器Vinac选件:同步整流器HGLG

16、CV/CCCTL2007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 LLC谐振半桥谐振半桥工作根本原理工作根本原理 栅驱动信号栅驱动信号半桥中点电压半桥中点电压变压器电流变压器电流ZVS!HGLG死时死时二极管反向电压二极管反向电压ZCS!n在论文中被称作LLC谐振半桥n变频控制nHG和LG 固定50%占空比nLG和HG之间的死区时间使MOSFET在导通时能够进行零压开关操作nfsw fr,正弦波形:低关断损耗，低 EMI干扰 n二次侧承受相等的电流和电压应力；零电流开关，无反向恢复损耗n无输出电感，节省本钱2007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 L6599

17、谐振半桥控制器谐振半桥控制器 STANDBYDISISEN_DISGNDIfmin ISEN0.8V1.5VPFC_STOPVccVBOOTOUTLVGUV DETECTIONVs HVGSYNCHRONOUSBOOTSTRAP DIODEHVG DRIVER LVG DRIVERCssCFDISABLE+-DISLINEDEAD TIME +-+-LEVELSHIFTER12 87431 961011141516RFmin2VS QRUVLOUVLOQ SRUVLOCONTROLLOGIC+-LINE_OK1.25V15ADISISEN_DIS17V6.3VVCO-+1.25VSTANDBY

18、+-STBY 5DRIVING LOGIC 2V2DELAYn变频，50%占空比n集成600V上桥臂驱动器 n小静态电流(典型值2 mA)n间歇模式操作 n先进的超载保护nPFC IC控制器输出n输入电压检测n过压/过热保护闩锁关断模式n可编辑非线性软启动n封装:SO-162007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 L6599+L6563大功率适配器大功率适配器 PFC通断控制器，顺序启动，自供电通断控制器，顺序启动，自供电 nL6563先启动(启动阈压较低)n当PFC输出电压正常时，零压开关控制器 IC启动n双电容+二极管保持在负载断开或零负载下出现高 Vcc时n通常情况

19、下主变压器上没有电源绕组n在管理超载或短路时没有Vcc电源问题VCCL659912L6563Vcc14PFC输出PFC_STOP9RUN1011 ZCD升压电感器辅助绕组线路 7在低负载下处理突发模式如果断开，那么关断PFC窗口比较器启动/停止操作高压启动电路电容泵变压器辅助绕组选件2007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 L6599+L6563大功率适配器大功率适配器低负载管理低负载管理(同步突发模式同步突发模式)n窄输入电压范围:PFC不能持续关断n同步控制使PFC保持稳定的输出电压(不会过压保护)LGHGtttIout Resonant Mode Burst-mode fsw Resonant Mode PFC栅驱动器栅驱动器ttPFC_STOP原型设计的无负载功耗Vin VACPin W高压启动Pin W电容泵900.1200.1701100.1500.2201350.1700.2501750.2100.3002300.2500.3702650.2800.4302007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 L6599+L6563大功率适配器大功率适配器电路示意图电路示意图 能效对输出功率图输出功率图能效2007年年11月月离线电源离线电源ICI&PC 产品组产品组 问答问答谢谢谢谢!2007年年11月月