高效节能技术应对更严格电源能效规范要求
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随着人们节能环保意识的不断增强，计算机、照明、消费电子、电源适配器和家电等领域越来越多地出现了更严苛能效法规的限制。以在全球拥有广泛影响力的美国“能源之星”项目为例，新的1.0版固态照明(SSL)规范已从2008年10月1日开始实施，2.0版适配器/外部电源规范和3.0版电视规范也于同年11月1日开始实施，而2.0版的机顶盒(STB)规范也于2009年1月1日生效。
这些能效规范在工作能效、待机能耗及功率因数方面提出了比此前版本更高的要求。如2.0版适配器规范的工作能效(以大于49 W输出功率为例)要求是不低于87%，而此前的1.1版要求为不低于84%。另外，3.0版电视机规范的待机能耗要求为不超过1 W，后续规范则可能进一步降低不超过0.3 W甚至是0.1 W。
这些更趋严格的能效规范为电源设计人员带来了更棘手的节能挑战。安森美半导体身为全球领先的高性能、高能效硅方案供应商，在以高效节能技术应对更严格电源能效规范方面拥有独特的优势，提供高能效的整体电源方案，可帮助设计人员同时实现降低电源待机能耗、提升工作能效及应用功率因数校正(PFC)。
优化PFC控制模式，结合PFC与主转换器
包括计算机电源、外部适配器在内的许多应用的能效规范都包含功率因数要求，如功率大于75 W的个人计算机、电视和显示器强制要求应用PFC。安森美半导体整体方案的一个重要组成部分，就在功率因数校正方面致力于将PFC与主转换器结合，并优化指定应用和功率电平的PFC控制模式。
而根据电流特性的不同，常见的PFC工作模式有非连续导电模式(DCM)、临界导电模式(CrM)、连续导电模式(CCM)以及频率钳位临界导电模式(FCCrM)等，其特征也各不相同。
表1：针对不同输出功率等级及应用的安森美半导体PFC控制器。
安森美半导体提供丰富PFC控制器选择，如NCP1601/5/6/7/8、NCP1631、NCP1650/1/2/3/4等，涵盖上述不同工作模式，优化用于不同功率的应用，见表1。如NCP1606/7/8采用CrM工作模式，适合于功率通常低于300 W的中等功率应用，如电子镇流器、液晶电视、等离子电视、台式计算机和交流适配器等。最新推出的NCP1654均工作在CCM模式，适用于功率大于200 W以上的场合。NCP1654的前身NCP1653推出几年来已经获得了极大的成功，广泛应用于台式计算机，开放式电源等领域。特别是在液晶电视和等离子电视中更是占据了绝大多数的市场份额。
与此同时，安森美半导体还开发了较新的PFC架构，如将PFC段与脉宽调制(PWM)主转换器段结合在一起，推出单段式的PFC控制器。实际上，NCP1651及NCP1652就是这种架构的典型产品。这种单段式PFC减少控制IC、电感和MOSFET的使用数量，帮助提升能效及显著降低成本。NCP1652单级PFC采用反激式拓扑结构，既可以工作在CCM，也可以工作在DCM，结构简单且成本优势明显，特别适合于25 W至150 W功率范围的应用，包括大电流电池充电器、分布式电源系统前端和大功率固态照明(SSL) 等。采用CCM工作模式时，NCP1652帮助提供极优的功率因数，同时限制峰值初级电流。[!--empirenews.page--]
安森美半导体还积极开发交错式PFC等新颖的PFC控制技术及FCCrM工作模式的单芯片交错式PFC控制器——NCP1631。这种交错式PFC更易于设计，便于采用模块化的方案，并简化电磁干扰(EMI)滤波，特别是采用两个较小PFC 的设计能够支持厚度低至10 mm的超薄型液晶电视设计，在完整功率范围下提供极优能效，见图1。
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其中，就交流-直流(AC-DC)离线式开关电源控制器而言，安森美半导体提供带高压启动电路及不带高压启动电路的多种选择，如NCP1237/8、NCP1287/8、NCP1379、NCP1380、NCP1252、NCP1351、NCP1395/6/7等。以NCP1379/80为例，这两款器件是高性能的准谐振(QR)控制器，带谷底锁定功能，支持谷底转换，在宽范围条件下提供优异的工作能效(见表2a)，并大幅降低噪声，适合用于笔记本、LCD显示器和游戏机的交流-直流适配器，平板电视的辅助电源，以及DVD和机顶盒等消费类应用。 而除了主开关控制器，安森美半导体规划推出一系列新的高压功率MOSFET完善电源解决方案，如NDFxxN60Z等。这些MOSFET采用的先进封装技术，包括2009年内推出的DPAK表面贴装(SMT)封装和TO220FP、TO-220穿孔封装，以及在2010年推出D2PAK、SOT-223等表面贴装封装，及I2PAK、TO-30、IPAK及TO-92等穿孔型封装。此外，安森美半导体还拥有丰富的整流器产品，产品除了涵盖适配器、ATX电源、液晶电视电源等电源市场，还包括动力系统、安全及控制、舒适及便利、车身电子等汽车市场。 新的绿色节能技术研究 例如，在提升PFC能效方面，除了交错式PFC等新颖技术，安森美半导体还对无桥PFC方案进行了研究。这种PFC架构旨在去掉二极管整流桥，减少整流过程中的功率损耗，大幅提升PFC能效。安森美半导体基于这种架构开发了800 W PFC 段的原型。这原型采用NCP1653 PFC 控制器及MC33152 MOSFET 驱动器。经测试，这原型在90 Vrms、满载、无风扇(机箱打开，室温)条件下的能效达94%，而在100 Vrms 时达95%。在20%负载时能效更接近或超过96%。这种无桥PFC 架构将是适合大功率应用的一种极高能效的解决方案。
图2：用于提升PWM能效的新的交错式LLC拓扑结构示意图。 其次，在提升主转换器的PWM能效方面，安森美半导体除了继续开发有源钳位正激(ACF)、半桥谐振(LLC)等软开关拓扑结构，还在开发新的交错式LLC(ILLC)拓扑结构，用于更大功率的应用。在需要输出大电流(如大于15 A)和/或低厚度设计时，ILLC可用于提供极高能效，且大幅减小次级电容纹波电流。能够基于NCP1395/6控制器，增加除法逻辑及2个半桥驱动器NCP5106，构建ILLC控制单元。评估板测试结果显示，这种拓扑结构在相位2轻载关闭时，能够保持高于95%的极高能效。安森美半导体还积极开发新型次级同步整流技术，如NCP4303A/B通用同步整流控制器具有外部可调节最短导通及关闭时间等特性，优化使用开关周期，提供高能效。 高能效参考设计加快“绿色”电源上市 总结：
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