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作者：安森美 在A(yíng)CDC開(kāi)關(guān)電源設計過(guò)程中，當需要實(shí)現高效率設計需求時(shí)，工程師往往會(huì )考慮LLC諧振半橋拓撲結構。LLC拓撲結構可以實(shí)現軟開(kāi)關(guān)，因此在開(kāi)關(guān)電源設計尤其是在大功率的開(kāi)關(guān)電源設計過(guò)程中往往具有優(yōu)勢。目前市面上經(jīng)�？梢钥吹降腘CP1399以及NCP13992系列就是安森美(onsemi)LLC拓撲結構控制芯片家族的代表成員。 但是在設計過(guò)程中，工程師發(fā)現在輕載情況下LLC諧振電路工作狀態(tài)總是不容易穩定。這是由于LLC拓撲結構本身的特性決定的。因此LLC控制芯片往往會(huì )在輕載的時(shí)候讓電源進(jìn)入打嗝模式（SKIP狀態(tài)）。什么時(shí)候進(jìn)入打嗝模式對于LLC諧振半橋設計來(lái)說(shuō)是一個(gè)比較艱難的選擇，在負載較大的時(shí)候進(jìn)入打嗝模式，會(huì )導致變壓器噪聲等問(wèn)題，在較小的負載進(jìn)入打嗝模式又可能會(huì )導致輸出電壓不穩定等問(wèn)題。在一些設計場(chǎng)合，比如LED照明電源，相對于輸出電壓和電流的穩定性來(lái)說(shuō)，工程師往往不太在意輕載效率和待機功耗等問(wèn)題，因此希望能在盡量小的負載進(jìn)入打嗝模式甚至不進(jìn)入打嗝模式。 目前市面上的LLC拓撲結構電源大部分會(huì )在10%負載情況下進(jìn)入打嗝模式，那么有沒(méi)有更多的選擇，能在更低負載情況下進(jìn)入打嗝模式呢？NCL30159,安森美半導體LLC控制芯片家族的新成員，給出了新的選擇項。 產(chǎn)品方案簡(jiǎn)介： 1. 方案特點(diǎn)： • 使用onsemi臨界模式的電流型PFC控制器NCL2801，內部集成谷底開(kāi)通技術(shù)，在具備優(yōu)良的THD和PF值性能基礎上，還擁有優(yōu)秀的效率表現； • 使用安森美的最新電流型LLC拓撲結構驅動(dòng)芯片NCL30159,在NCP1399和NCP13992的基礎上，增加了原邊恒流功能，并對輕載時(shí)候的打嗝工作模式進(jìn)行了優(yōu)化； • 簡(jiǎn)易的外部線(xiàn)路，有利于簡(jiǎn)化PCB布板工作； • 完善的保護：OTP,OVP,OCP等； 2. 方案簡(jiǎn)易結構框圖： 
3. 應用領(lǐng)域： • 高PF值，低THD，高效率等應用場(chǎng)合，比如LED照明行業(yè)； 方案應用實(shí)例： 1. 方案實(shí)物圖：
2. 典型應用原理圖以及線(xiàn)路介紹：
• PFC部分使用onsemi的NCL2801產(chǎn)品，SOIC-8封裝，外圍線(xiàn)路簡(jiǎn)單。FB腳為輸出電壓采樣信號輸入端，作為反饋信號輸入端的同時(shí)還有輸出電壓OVP功能保護。MULT腳外置電阻分壓，采樣輸入AC電壓，用于判定輸入電壓范圍以及設置BO功能保護。在設計過(guò)程中，還需要注意CS腳外部電阻（R10）的取值：R10阻值固定為4檔，分別是150Ω，330Ω，620Ω以及1000Ω。R10的取值大小決定了負載大小變化時(shí)，MOS管開(kāi)關(guān)過(guò)程中的第一個(gè)固定跳變CTRL腳的電壓大小，R10取值越大，第一個(gè)谷底跳變時(shí)的負載就越大。我們推薦使用150Ω或者330Ω電阻，在擁有較好THD表現的同時(shí)，也有較好的效率表現。 • LLC部分使用安森美的最新LLC結構控制芯片NCL0159，SOIC-16封裝。作為電流型控制的LLC控制器，擁有快速的反饋環(huán)反應速度，具有優(yōu)秀的動(dòng)態(tài)響應表現。NCL30159內置高壓?jiǎn)?dòng)腳HV腳，可以耐受最大720V的啟動(dòng)電壓。PFCFB腳內部?jì)戎?V電壓基準，檢測PFC部分電壓，用于設置LLC電路的啟動(dòng)電壓點(diǎn)。SKIP腳內置20uA恒流源，外置對地電阻產(chǎn)生電壓與FB電壓比較，用于設置NCL30159進(jìn)入SKIP模式的負載點(diǎn)。LLCCS腳內置2.72V（版本不同會(huì )有差異）基準，通過(guò)外部電容分壓（C15,C16以及R30）檢測諧振電容上電壓，用于實(shí)現原邊諧振腔電流大小檢測以及OCP保護。PFCMODE腳為電壓輸出端，當VCC電壓高于Vcc_on之后，PFCMODE會(huì )有一個(gè)穩定的電壓輸出（正常工作狀態(tài)時(shí)為12V左右）。該電壓可以用于給PFC部分控制器VCC腳供電。 • 反饋環(huán)路電路使用onsemi新發(fā)布的芯片產(chǎn)品NCL38046。該產(chǎn)品SO-8封裝，內部集成CC/CV反饋功能，并且內置PWM調光和模擬調光功能，極大簡(jiǎn)化了LED照明電源副邊反饋線(xiàn)路。 3. 優(yōu)化打嗝工作模式，更低負載進(jìn)入打嗝模式：
4. 優(yōu)秀的調光精度和效率表現：
Standby Power VS Input Voltage
Efficiency curve 5. 優(yōu)秀的PF值和THD表現：
PFC value in different Load
THD in different Load 方案應用總結： 作為在市場(chǎng)經(jīng)過(guò)驗證的PFC和LLC控制器，NCL2801、NCP1399和NCP13992以其優(yōu)秀的表現贏(yíng)得了非常多電源工程師的認可和青睞。在此基礎上，NCL30159增加了原邊恒流功能，高壓?jiǎn)?dòng)腳耐壓提升到720V，并且優(yōu)化了輕載時(shí)候的打嗝工作模式，使得NCL30159在功能上更加完善，并且極大改善了輕載時(shí)候打嗝模式不易調試的痛點(diǎn)。 |
