基于安森美半導體 NCP12601 應用在PD 65W電源管理方案

隨著電子產品日新月異的發展，越來越多的電子產品實現了小型化，便于攜帶，因此充電器市場爆發巨大潛能，各大品牌半導體都推出了自己相應的解決方案，目前市場上USB-PD 受到市場的歡迎，安森美半導體也推出多種PD方案：有用于高功率密度跑高頻的有源鉗位反激方案NCP1568，因為此方案需要增加一個專用的MOSFET 及MOSFET Driver用來做反激電壓尖峰的吸收，因此會增加電源成本； 高頻準諧振方案NCP1342是一個簡單的反激拓撲，可以在減小磁性器件的同時做高頻驅動以減小電源體積；用于普通功率密度工作于低頻的NCP12601可以配合普通的磁性材料無需做小體積，采用此方案可以做到高性能低成本，適用于對于BOM成本較低的應用，下文主要介紹NCP12601PD65WGEVB，可以覆蓋目前市場流行的45W及60W產品。

ON 65W PD方案主控芯片是Flyback拓撲控制芯片NCP12601，副邊整流電路搭配同步整流控制器NCP4306, 輸出端采用USB-PD控制芯片FUSB3307,具有過電流保護，過電壓保護等保護方式，基于USB PD標準提供了5V/12V/20V多組輸出電壓標準,最大輸出功率做到65W，輸入電壓從90Vrms到265Vrms，采用超結 MOSFET 低頻率驅動實現低成本高效率，因工作于低頻模式，普通MOSFET即可滿足高效能特性，變壓器不需要做的很小，因此降低繞制難度及成本。

NCP12601是多模式工作電源管理芯片，當電源工作在重載時NCP12601工作在CCM模式，當負載減少該控制器將進入非連續導通模式，頻率折回，在空載條件下，控制器進入跳周期模式運行，以實現卓越的待機功耗性能。傳統反激變換器工作模式是固定的，而NCP12601結合QR 模式和CCM 模式優化了電源效率，在同等輸出電壓工作條件下，此方案能達到更高的效率，以下圖表有列出DEMO NCP12601PD65WGEVB在115Vrms, 230Vrms輸入條件下，分別測試了在電源輸出在5V/9V/12V/15V/20V下對應的10%/25%/50%/75%/100%負載狀況，從圖表中可看到5V條件下5點平均效率可達88%，20V輸出條件下5點平均效率可達92.9%，此方案效率得到極大優化，真正解決了輕載條件效率低的問題。

NCP12601 還具有一個高達750V 的高壓啟動電源以實現自啟動，而且HV還具有brown out保護功能，X電容放電機制，可以應用于更寬輸入電壓范圍的應用場合。

?場景應用圖

?產品實體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?方案線路圖

?核心技術優勢

· 內部集成750V高壓啟動電源

· CCM/DCM多模式工作

· 主芯片集成X2電容放電機制

· 低待機功耗 <32mW @230Vrms

· 抖頻技術改善EMI

?方案規格

· 輸入電壓：90Vrms - 265Vrms

· 輸出電壓：5Vdc-20Vdc

· 輸出電流：5A Max

· 輸出功率： 65W Max

· 輸出紋波：<100mV

· 功率密度：10.7 W / inch3

· 效率： 92.4% @115Vrms  92.9%@230Vrms

· 工作溫度：0-50℃

· 法規：遵從CoC5 Tier2法規