Offline stroomoplossingen met ultrahoge dichtheid
ON Halfgeleider heeft de eerste specifieke kritische geleidingsmodus (CrM) totempaal PFC-controller op de markt gebracht voor offline voedingen met ultrahoge dichtheid.
In conventionele PFC-circuits zijn de gelijkrichtbrugdiodes verantwoordelijk voor ongeveer 4 W aan verliezen in een 240 W-voeding, wat neerkomt op ongeveer 20% van de totale verliezen. Daarentegen zijn PFC-fasen doorgaans 97% efficiënt en de LLC circuit vergelijkbare prestaties behaalt.
Het vervangen van de lossy diodes door schakelaars in een 'totempaal'-configuratie en het inschakelen van de boost PFC-functie kan de brugverliezen echter verder verminderen en de algehele efficiëntie aanzienlijk verbeteren. Bovendien is de NCP1680 geschikt voor elk type schakelaar, of het nu gaat om superjunction-silicium mosfet of Wide Bandgap-schakelaars zoals apparaten van siliciumcarbide (SiC) of galliumnitride (GaN).
De NCP1680 CrM-totempaal PFC-controller maakt gebruik van een nieuwe stroombegrenzingsarchitectuur en lijnfasedetectie, terwijl het beproefde besturingsalgoritmen bevat om een kosteneffectieve Totem Pole PFC-oplossing te leveren. In het hart hiervan IC is een intern gecompenseerde digitale lusregeling die gebruikmaakt van een constante on-time CrM-architectuur met dalschakeling. Aan moderne efficiëntienormen, waaronder normen die een hoge efficiëntie bij lichte belasting vereisen, kan ook worden voldaan dankzij de ingebouwde discontinue geleidingsmodus (DCM) met vallei-gesynchroniseerde inschakeling tijdens frequentie-terugklapwerking.
Dit sterk geïntegreerde apparaat kan voedingsontwerpen voor telecom 5G, industriële en high-performance computing mogelijk maken, die werken met universele netvoeding (90 – 265 Vac) bij aanbevolen vermogensniveaus tot 350 W. Met 230 Vac-netingang kunnen PFC-circuits op basis van de NCP1680 een efficiëntie van bijna 99% bereiken bij 300 W. Er zijn slechts een paar eenvoudige externe componenten nodig om een volledig uitgeruste totempaal-PFC te realiseren, waardoor ruimte en componentenkosten worden bespaard. Door het aantal componenten verder te verminderen, wordt de cyclus-voor-cyclus stroomlimiet gerealiseerd zonder dat een Hall-effectsensor nodig is.
De NCP16 is ondergebracht in een klein SOIC-1680-pakket en is ook beschikbaar als onderdeel van een evaluatieplatform dat snelle ontwikkeling en foutopsporing van geavanceerde totempaal PFC-ontwerpen mogelijk maakt.
Afhankelijk van de schakelaar technologie geselecteerd voor de snelle poot van de totempaal, kan de NCP1680 worden gebruikt met NCP51820 halve brug GaN HEMT-poortdriver of NCP51561 geïsoleerde SiC MOSFET poort bestuurder. De NCP51561 is een geïsoleerde tweekanaals gatedriver met een piekstroomcapaciteit van 4.5 A en een sink-piekstroom van 9 A.
Het apparaat is geschikt voor het snel schakelen van silicium power mosfets en SiC-gebaseerde MOSFET-apparaten, die korte en op elkaar afgestemde propagatievertragingen bieden. Twee onafhankelijke en 5 kVRMS (UL1577-geclassificeerd) galvanisch geïsoleerde gate-driverkanalen kunnen worden gebruikt als twee low-side, twee high-side schakelaars of een halve-bridge-driver met programmeerbare dode tijd. Een activeringspin schakelt beide uitgangen tegelijkertijd uit en de NCP51561 biedt andere belangrijke beveiligingsfuncties, zoals onafhankelijke onderspanningsvergrendeling (UVLO) voor zowel poortstuurprogramma's als de activeringsfunctie.