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当前位置: 首页 > 新闻频道 > 解决方案 > 安森美半导体提供超高密度电源适配器解决方案
安森美半导体提供超高密度电源适配器解决方案
来源:中国数控机床网   发表时间:2018-11-2 14:16:00  浏览次数:
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2018年10月26日,由全球领先的半导体解决方案供应商安森美半导体(ON Semiconductor) 主办的媒体交流会在北京成功举办,此次媒体交流会的主题是“安森美半导体高密度USB Type-C PD电源适配器方案”。在本次发布会上安森美半导体模拟方案部交流—直流电源管理高级市场推广经理蒋家亮分析了适配器市场趋势,详细介绍了安森美半导体领先市场的超高密度USB Type-C PD电源适配器方案。

 

安森美半导体模拟方案部交流-直流电源管理高级市场推广经理蒋家亮

  蒋家亮先生首先介绍了安森美半导体公司:安森美半导体是应用于高能效电子产品的首要高性能硅方案供应商,总部位于美国亚利桑那州菲尼克斯,全球雇员约34,000人,按2018年第二季度计算全年总收入约54亿美元,根据今年7月底的市值约100亿美元。安森美半导体公司1999年从摩托罗拉分拆,2000年首次公开募股。在2017年全球市场份额前20大非存储器半导体供应商中安森美半导体排列第13,在半导体行业中处于领先地位,同年在顶尖功率半导体分立器件和模块半导体供应商年全球市场份额里也高居第2。现在安森美半导体的业务主要由汽车、工业/医疗/航空/国防、通信、计算和消费电子五大市场部门组成,其电子产品远销世界各大洲。安森美半导体通过内部的增长及全球运营和外部收购逐步扩大自己的实力,利用调配资源和投资快速增长市场,优化产品质量和供应链,充分利用自身专长为客户提供最全面的解决方案。同时,安森美半导体今年是连续第三年获选为世界最道德企业之一。

  紧接着蒋家亮先生详细介绍了适配器市场趋势以及安森美半导体有源钳位反激(ACF)方案:从1984年摩托罗拉第一款手机面世到现在手机的普及,手机从以前的大而笨重,功能简单发展为如今功能强大、外观美观的智能手机,在这个变化的过程中,不仅是手机本身,与它相配套的手机充电器也在不断的演进,从最初的大而笨重、功耗大充电时间长,到如今的USB-C供电,充电能力越来越强大。提供更多电力以更快充电和为大型电子设备供电的需求近年来日益增加,手机充电器也在追求一种高密度、高效率的解决方案。但如今适配器方案面临着一些关键挑战:1、更高的能效:10%负载能效和平均能效;2、更高功率密度及易散热管理;3、抗电磁干扰(EMI)性能好,同时保持器件数少;4、能涵盖广泛的充电应用,从手机到笔记本电脑等;5、性价比。

  安森美半导体创新的适配器方案主要有两部分:NCP1568自适应有源钳位反激控制器和NCP51530–700V 半桥驱动器。这个方案能够在很大程度上解决这几个关键挑战,安森美半导体电源适配器方案从多模NCP12601、高频准谐振(QR)到有源钳位反激NCP1568,其功率密度在不断增加。

安森美半导体的NCP1568NCP51530

  安森美半导体系统方案为:安森美半导体提供关键的硅器件用于有源钳位反激(ACF)设计,其中包括NCP1568有源钳位反激脉宽调制(PWM)控制器;NCP51530高性能高低边MOSFET驱动器;NCP4306次级端同步整流驱动器及SUPERFET®MOSFET,桥式二极管、二极管等。对于为什么需要有源钳位反激的问题,蒋家亮先生解释说:这样的设计能使电源开关都为零电压开关,无损耗,可高频,能保持在一个好的状态,具体说来具备四个优点:1、FET零电压开关及固定的开关频率:导致高开关频率,提升能效和EMI性能;2、软增加次级端电流:有利于EMI性能;3、干净的漏极波形,无任何振铃:循环使用漏电能效更佳,EMI性能更好;4、单端拓扑:拥有比LLC相对简单的磁设计,次级端单开关/二极管。同时安森美半导体AC-DC方案使适配器尺寸减半,可随时携带,非常方便。

有源钳位反激拓扑

1、控制模式:

  A、自适应零电压开关(ZVS)频率调制支持可变的Vout

  B、集成的自适应死区时间

  C、峰值电流模式控制

  2、非连续导电模式(DCM)及轻载模式:

  A、可选过渡至DCM模式

  B、频率返走,最小31 kHz的频率钳位

  C、静音跳跃消除可闻噪音

  D、待机功耗小于30mW

  3、高压(HV)启动:

  A、700V HV 启动JFET

  B、集成高压开关节点检测以优化ZVS

  C、内置欠压和X2放电

  最后,蒋家亮先生通过三个演示板和NCP51530 700V半桥驱动器讲解了安森美半导体的USB PD 超高密度适配器方案:

  1、NCP1568 USB PD 65W 超高密度演示板

 具有30 W/in3的功率密度,满载能效94%@120Vac(20 Vout/3.25A)、94.6%@230Vac(20 Vout/3.25A)。

  2、NCP1568 USB PD 90W 超高密度演示板

 具有20.8 W/in3的功率密度,满载能效92%@115Vac(20 Vout/4.5A)、92.5%@230Vac(20 Vout/4.5A)。

  3、NCP1568 40W 5V/8A或10V/4A超高密度演示板

具有24.6 W/in3的功率密度,满载能效92.3%@115Vac(5.25V/8A)、93.4%@115Vac(10V/4.A)、93.2%@230Vac(5.25/8A)、94.1%@230Vac(10V4A)。

  三个演示板的工作模式同为有源钳位反激及DCM,市场反馈高密度且轻巧。

  4、NCP51530高性能700V半桥驱动器

  NCP51530是700V高频率、高侧和低侧半桥驱动器。它可以在较高工作频率下提供最理想的传播延迟、低开关电流与低静态电流。通过与竞争器件相比可以看出,NCP51530的驱动器温度最低,只需要45摄氏度左右,也就是说NCP51530 有最低的空载电流,适用于在高频下工作的高效电源。

  一直以来电源适配器都在快速发展,需求更多的电力、迈向USB Type-C 标准以及超高密度电源适配器是推动电源适配器不断向前发展的三大市场动力,有源钳位反激是适配器的下一个演进。安森美半导体提供的领先市场的超高密度适配器方案,已经将适配器的发展向前推近了一大步,其在适配器上的研究是业内领先的,在今后必将提出更多更优秀的解决方案。

 

 
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