《電子技術(shù)應(yīng)用》
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BCD新一代2合1電源管理芯片及解決方案

2011-10-10
作者:BCD
  AP3968/69/70的特點(diǎn):

  (1)原邊控制方式,無須光耦以及副邊恒壓恒流控制器;

  (2)內(nèi)置高壓功率三極管,700V以上耐壓;

  (3)內(nèi)置高壓線補(bǔ)償和輸出電源線補(bǔ)償;

  (4) DIP-8和SOIC-7封裝,滿足爬電距離安規(guī);

  (5)恒壓恒流精度高,均滿足±5%的充電器和LED應(yīng)用;

  (6)低待機(jī)功率(<100mW)和高轉(zhuǎn)換效率,輕松滿足EPS2.0等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn);

  (7)整體方案元件少,成本低;

  (8)是小家電、路由器、充電器、LED以及機(jī)頂盒的優(yōu)選方案。

  AP3968/69/70的工作原理

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圖 1,AP368/69/70功能框圖

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圖2,AP3968/69/70的應(yīng)用簡(jiǎn)圖

  圖1是AP3968/69/70的內(nèi)部功能框圖, 圖2是相應(yīng)的應(yīng)用簡(jiǎn)圖。這是一款原邊控制模式的的脈沖頻率調(diào)制(PFM)控制器芯片,啟動(dòng)時(shí)首先從與電網(wǎng)連接的外接啟動(dòng)電阻Rst獲得初始電流,供電源端VCC,然后從芯片外圍的變壓器的輔助繞組供給正常工作時(shí)的足夠能量。UVLO比較器確保了AP68/69/70在一定的開啟電壓和關(guān)斷電壓區(qū)間內(nèi)可靠運(yùn)行。AP3968/69/70工作分為恒壓和恒流模式兩部分,而且均為變壓器電流斷續(xù)(DCM)運(yùn)行方式。恒壓是通過輔助繞組接收電壓反饋信號(hào),電壓采樣時(shí)間固定,通過開關(guān)頻率調(diào)節(jié)來穩(wěn)定輸出電壓。恒流工作則是固定變壓器輸出繞組的開通時(shí)間與關(guān)斷時(shí)間比來實(shí)現(xiàn)。另外,AP3968/69/70增加了噪音抑制電路,這是迄今面市的其他PFM電源管理芯片不能具有的特色?! ?/p>

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圖3,AP3968/69/70的典型單輸出應(yīng)用及電壓電流特性

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圖4,AP3968/69/70的典型雙輸出應(yīng)用

  圖3和圖4分別是AP3968/69/70的典型單輸出和雙輸出應(yīng)用線路。具體地,目前市場(chǎng)的幾類主要應(yīng)用見表1。

  表1,AP3968/69/70在當(dāng)前市場(chǎng)的幾類主要應(yīng)用及特點(diǎn)

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  表1是對(duì)AP3968/69/709的典型應(yīng)用的特色概括??傮w而言,2合1以及多種內(nèi)置保護(hù)功能提高了集成度;功率覆蓋范圍寬(1W~12W)保證了從充電器到適配器的各種應(yīng)用;高可靠性低總成本的整體方案促使客戶更換方案的決心和信心。

  圖5~圖8是典型應(yīng)用下的各種數(shù)據(jù)。

  圖5是以5V/1A為例子,給出典型的恒壓恒流應(yīng)用的輸出電壓和電流特性;圖6則以9V/0.8A的路由器為例子,給出典型的電源適配器應(yīng)用的輸出電壓電流特性。由于內(nèi)置電網(wǎng)線補(bǔ)償和輸出電源線補(bǔ)償,使不同輸出規(guī)格時(shí)的恒壓精度均容易滿足±5%的量產(chǎn)要求。

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圖5,AP3968的充電器方案的V-I特性

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圖6,AP3969的路由器適配器方案的V-I特性

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圖7,幾種系統(tǒng)的待機(jī)功率數(shù)據(jù)

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圖8,幾種系統(tǒng)的平均效率數(shù)據(jù)

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圖9,ADSL解調(diào)器電源的音頻噪音對(duì)比

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圖10,5V/1.5A機(jī)頂盒電源的動(dòng)態(tài)(transient)測(cè)試

  圖7給出待機(jī)輸入功率數(shù)據(jù),分別針對(duì)5V/1A的充電器、12V/1A的電源適配器、5V/2A的電源適配器和雙輸出(5V/0.3A及12V/0.3A)的微波爐應(yīng)用。很明顯,90V~230VAC輸入時(shí)的待機(jī)功率均小于0.1W。

  圖8給出了系統(tǒng)在115VAC和230VAC條件的轉(zhuǎn)換效率數(shù)據(jù),分別針對(duì)5V/1A的充電器、12V/1A的電源適配器、5V/2A的電源適配器的平均效率和雙輸出(5V/0.3A及12V/0.3A)的微波爐應(yīng)用的滿載效率。比國(guó)際通用的最新EPS2.0相比,有2%以上的設(shè)計(jì)余量。

  圖9是ADSL解調(diào)器電源的音頻噪音的實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù),給出在同一測(cè)試條件下AP3969方案與一款普通PFM模式的集成MOSFET方案的對(duì)比。需要說明的是,這里給出的噪音測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是::-51dB以下多能滿足客戶的音頻噪音測(cè)試。在變壓器浸漆的條件下,AP3969方案比對(duì)手方案的音頻噪音低得多。如果用真空浸漆的方法,噪音還會(huì)更低,這對(duì)于更大輸出功率的應(yīng)用是有幫助的。

  圖10是AP3970用于5V/1.5A的機(jī)頂盒電源的輸出動(dòng)態(tài)測(cè)試。測(cè)試條件是電流從滿載的30%突變到80%,測(cè)試結(jié)果是電壓跌落不超過±1%,這完全能滿足多數(shù)客戶指標(biāo)(±3% ~ ±5%)。

  總結(jié)

  總之,AP3968/69/70方案是BCD推出的第三代原邊控制的“2合1”電源管理芯片,其應(yīng)用方案在家電、網(wǎng)絡(luò)、充電器及LED應(yīng)用領(lǐng)域都具有性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。



 

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