《電子技術(shù)應(yīng)用》
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FAN9612在高功率電源中的應(yīng)用
摘要: FAN9612采用飛兆半導(dǎo)體的Sync-Lock技術(shù),能夠使兩相之間精確地保持180°相位差,在一個(gè)開關(guān)周期發(fā)生頻率變化時(shí),能夠立刻同步和鎖定另一相的頻率。傳統(tǒng)BCMPFC電路需要采用更高的開關(guān)頻率來減小開關(guān)損耗。
Abstract:
Key words :

FAN9612采用飛兆半導(dǎo)體的Sync-Lock技術(shù),能夠使兩相之間精確地保持180°相位差,在一個(gè)開關(guān)周期發(fā)生頻率變化時(shí),能夠立刻同步和鎖定另一相的頻率。

  傳統(tǒng)BCM PFC電路需要采用更高的開關(guān)頻率來減小開關(guān)損耗。然而,這會導(dǎo)致電感器上產(chǎn)生高幅值的紋波電流,因而無法在更高的功率等級上使用。高峰值電流使得功率損耗顯著增加,并且需要更大的EMI濾波器。

  適用范圍:100W"1000W AC電源

  飛兆半導(dǎo)體(Fairchild Semiconductor)推出的臨界導(dǎo)通模式(Boundary-conduction Mode,BCM)交錯(cuò)式功率因數(shù)校正(PFC)控制器FAN9612,專為需要PFC的100W"1000W范圍之AC電源而設(shè)計(jì),涵蓋許多目標(biāo)市場領(lǐng)域,包括消費(fèi)電子、數(shù)字顯示裝置(LCD、PDP、醫(yī)療)、照明、臺式電腦、入門級服務(wù)器、電信整流器、工業(yè)電源系統(tǒng)和太陽能逆變器。這些市場領(lǐng)域的推動(dòng)力是對于更高效率、更高可靠性、降低總體系統(tǒng)成本和更高水平保護(hù)功能的需求。FAN9612的典型應(yīng)用電路見圖1。

  

FAN9612典型應(yīng)用電路 www.elecfans.com


 

  FAN9612采用交錯(cuò)方式,并在所有工作條件下都保持兩個(gè)功率級精確的180°相位差,因此能夠降低導(dǎo)通損耗,尤其是在大電流的應(yīng)用中,如800W~1000W的電源系統(tǒng)。FAN9612擴(kuò)大了功率范圍,減小了紋波電流和峰值電流。通過電源軌的交錯(cuò)排列,F(xiàn)AN9612還可以減小輸入濾波器尺寸,較其他解決方案能減少線路板空間多達(dá)10%。良好的熱管理可以降低元器件的溫度。這些特性使采用FAN9612的電源能夠滿足“能源之星”和“電腦節(jié)能拯救氣候行動(dòng)”標(biāo)準(zhǔn)的要求,使電源的轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到96%。

  FAN9612工作在兩個(gè)并行連接的相差180°的升壓功率系統(tǒng)。與通常用于較高功率水平的連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)技術(shù)不同,BCM技術(shù)提供升壓二極管固有的零電流開關(guān)(無反向恢復(fù)損耗),這允許使用較廉價(jià)的二極管而不會影響效率。而且,由于紋波電流的減小和高效的開關(guān)頻率加倍,因此可以使用更小的輸入和輸出濾波器。

  FAN9612的特性包括:

  自動(dòng)切相,在輕負(fù)載下僅有一個(gè)通道運(yùn)作,將功耗減至最小;

  低啟動(dòng)電流和低工作電流;

  谷底開關(guān)(valley switching)技術(shù)將MOSFET開啟時(shí)的COSS損耗減至最低;

  各個(gè)通道具有過流和功率限制保護(hù)功能;

  兩級輸出過壓保護(hù)(OVP);

  輸入電壓欠壓和過壓保護(hù);

  將重啟定時(shí)器頻率減至最小,以避免可聞的噪聲;

  最高開關(guān)頻率鉗制。

  可編程閉環(huán)軟啟動(dòng),在啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)輸出電壓過沖減至最少。

  輸入電壓前饋功能將輸出電壓對比線路電壓的變化減至最小。

  產(chǎn)品特點(diǎn):Sync-Lock和谷底開關(guān)技術(shù)

  飛兆半導(dǎo)體的系統(tǒng)工程師Steve Mappus說,F(xiàn)AN9612采用飛兆半導(dǎo)體的Sync-Lock技術(shù),能夠使兩相之間精確地保持180°相位差,在一個(gè)開關(guān)周期發(fā)生頻率變化時(shí),能夠立刻同步和鎖定另一相的頻率。在輸入電壓發(fā)生變化和由輸入瞬態(tài)干擾、負(fù)載變化、啟動(dòng)和關(guān)閉,以及切相的條件下,均能保持180°相位差。這項(xiàng)技術(shù)使紋波電流能夠更好地抵消,可以使用更小的EMI濾波器。FAN9612還包含一項(xiàng)專利閉環(huán)軟啟動(dòng)功能,在PFC大容量電容器中消弱過沖電壓。在啟動(dòng)方面,F(xiàn)AN9612能夠通過VOUT電阻分壓器進(jìn)行啟動(dòng),減少啟動(dòng)電阻器中的功耗。

  

 

  FAN9612使用谷底開關(guān)技術(shù)來滿足效率需求,最大限度地減少M(fèi)OSFET的容性開關(guān)損耗,使用零電流檢測來消除MOSFET的開啟開關(guān)損耗和輸出整流器的反向恢復(fù)損耗。FAN9612在輕負(fù)載下的自動(dòng)相位管理功能可以滿足80 Plus輕負(fù)載需求。采用相位管理和未采用相位管理電路的負(fù)載效率曲線見圖2。

  FAN9612還包含很多的保護(hù)功能,例如帶有軟恢復(fù)的電壓過低保護(hù)、兩個(gè)功率級(閉鎖和非閉鎖)輸出過壓保護(hù)、開路反饋保護(hù)、過流保護(hù)(OCP)、內(nèi)部最大fSW箝位保護(hù)、輸入電壓前饋,以及各相的功率限制保護(hù)功能。其中,輸入電壓前饋功能可以在輸入電壓變化時(shí),減緩輸出電壓的變化,在各種輸入電壓下提供恒定的功率限制。

  FAN9612采用零電流檢測(ZCD),沒有RC檢測所產(chǎn)生的延遲,因此易于實(shí)現(xiàn)谷底電壓檢測。恒定的頻寬和PWM增益使設(shè)計(jì)師易于實(shí)現(xiàn)環(huán)路補(bǔ)償。集成的+1.8A/-1.0A柵極驅(qū)動(dòng)器減小了開關(guān)損耗,低電流檢測閾限降低了傳導(dǎo)損耗,可以工作在直流和50Hz~400Hz的交流輸入電壓下。

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