Offline-Stromversorgungslösungen mit extrem hoher Dichte
ON Halbleiter hat den branchenweit ersten dedizierten Critical Conduction Mode (CrM) Totem-Pole-PFC-Controller für Offline-Netzteile mit ultrahoher Dichte herausgebracht.
In herkömmlichen PFC-Schaltungen verursachen die Gleichrichterbrückendioden etwa 4 W Verluste in einem 240-W-Netzteil, was etwa 20 % der Gesamtverluste ausmacht. Im Gegensatz dazu haben PFC-Stufen in der Regel einen Wirkungsgrad von 97 % und die LLC Schaltung erreicht eine ähnliche Leistung.
Der Austausch der verlustbehafteten Dioden durch Schalter in „Totempfahl“-Konfiguration und die Einbindung der Boost-PFC-Funktion können jedoch die Brückenverluste weiter reduzieren und die Gesamteffizienz erheblich verbessern. Darüber hinaus kann der NCP1680 jeden Schaltertyp aufnehmen, unabhängig davon, ob es sich um Superjunction-Silizium handelt MOSFET oder Wide-Bandgap-Schalter wie Siliziumkarbid- (SiC) oder Galliumnitrid-(GaN)-Geräte.
Der Totem-Pole-PFC-Controller NCP1680 CrM nutzt eine neuartige Strombegrenzungsarchitektur und Netzphasenerkennung und integriert gleichzeitig bewährte Steuerungsalgorithmen, um eine kostengünstige Totem-Pole-PFC-Lösung bereitzustellen. Im Mittelpunkt steht dabei IC ist eine intern kompensierte digitale Schleifenregelung, die eine CrM-Architektur mit konstanter Einschaltzeit und Talumschaltung verwendet. Moderne Effizienzstandards, einschließlich solcher, die einen hohen Wirkungsgrad bei geringer Last erfordern, können dank des eingebauten diskontinuierlichen Leitungsmodus (DCM) mit talsynchronisiertem Einschalten während des Frequenz-Fold-Back-Betriebs ebenfalls erfüllt werden.
Dieses hochintegrierte Gerät kann Stromversorgungsdesigns für Telekommunikation 5G, Industrie und Hochleistungsrechnen ermöglichen, die mit Universalnetz (90 – 265 VAC) bei empfohlenen Leistungsstufen von bis zu 350 W betrieben werden. Bei einem 230-VAC-Netzeingang sind PFC-Schaltkreise auf Basis des NCP1680 in der Lage, einen Wirkungsgrad von nahezu 99 % bei 300 W zu erreichen. Nur wenige einfache externe Komponenten sind erforderlich, um einen voll ausgestatteten Totem-Pole-PFC zu realisieren, wodurch Platz und Komponentenkosten gespart werden. Durch die weitere Reduzierung der Komponentenanzahl wird die zyklusweise Strombegrenzung erreicht, ohne dass ein Hall-Effekt-Sensor erforderlich ist.
Der NCP16 ist in einem winzigen SOIC-1680-Gehäuse untergebracht und ist auch als Teil einer Evaluierungsplattform erhältlich, die eine schnelle Entwicklung und Fehlerbehebung von fortschrittlichen Totempfahl-PFC-Designs ermöglicht.
Abhängig vom Schalter Technologie Der NCP1680 wurde für den schnellen Zweig des Totempfahls ausgewählt und kann entweder mit dem Halbbrücken-GaN-HEMT-Gate-Treiber NCP51820 oder dem isolierten SiC-Gate-Treiber NCP51561 verwendet werden MOSFET Gate-Treiber. Der NCP51561 ist ein isolierter Zweikanal-Gate-Treiber mit einer Spitzenstromkapazität von 4.5 A Quelle und 9 A Senke.
Das Gerät eignet sich zum schnellen Schalten von Siliziumstrom Mosfets und SiC-basierte MOSFET-Geräte, die kurze und angepasste Ausbreitungsverzögerungen bieten. Zwei unabhängige und galvanisch getrennte Gate-Treiberkanäle mit 5 kVRMS (UL1577-Einstufung) können als zwei Low-Side-, zwei High-Side-Schalter oder ein Halbbrückentreiber mit programmierbarer Totzeit verwendet werden. Ein Aktivierungspin schaltet beide Ausgänge gleichzeitig ab und der NCP51561 bietet weitere wichtige Schutzfunktionen wie eine unabhängige Unterspannungssperre (UVLO) für beide Gate-Treiber und die Aktivierungsfunktion.