【導讀】在進行高密度AC-DC電源轉換時，傳統(tǒng)上會采用反激式拓撲結構，但在效率與功率密度上已經出現瓶頸，新型態(tài)的有源箝位反激（ACF）拓撲結構，則可提高性能和降低功耗，同時最大限度地減少了電源轉換器的尺寸和重量。本文將為您簡介ACF拓撲結構的特性，以及安森美（onsemi）所推出ACF PWM控制器解決方案。
ACF拓撲結構提供更小的體積與更高的能效
現代電源應用追求更緊湊的體積和更高的效率，這使得電源設計人員越來越傾向選用高頻應用，開關電源采用高頻工作可以縮小變壓器的尺寸，進而增加電源的功率密度。隨著高壓FET的進步以及氮化鎵（GaN）／碳化硅（SiC）這類寬帶隙半導體器件的出現，新的ACF拓撲結構正在高密度電源轉換應用中發(fā)揮作用。
ACF拓撲利用存儲在寄生組件中的能量來實現零電壓開關（ZVS），而不是將其耗散在緩沖電路中。有源箝位操作產生的波形沒有因為寄生而出現的尖峰，從而產生比其他傳統(tǒng)技術更好的電磁干擾（EMI）表現。帶有RCD緩沖器的經典反激式拓撲在效率和功率密度方面已達到其極限，ACF拓撲則解決了效率難題，同時降低了EMI輻射。
高能效的AC-DC有源箝位反激PWM控制器
由安森美推出的NCP1568是一款高度集成的AC-DC PWM控制器，用于實施有源箝位反激（ACF）拓撲結構。NCP1568采用專屬的變頻算法來實現各種線路和負載條件下MOSFET的ZVS。ZVS功能實現了高頻率運行，提高了電源轉換器的功率密度，同時實現了高能效。
ACF操作簡化了EMI濾波器設計，以避免干擾系統(tǒng)中的其他敏感電路。NCP1568集成了高電壓啟動電路、強大的低壓側驅動器和用于有源箝位FET（包括SJ FET和GaN FET）的5V邏輯電平驅動器。
NCP1568還具有多模式操作和從ACF模式到不連續(xù)傳導模式（DCM）的轉換功能，以滿足世界各地的監(jiān)管要求。NCP1568進一步可在待機模式下實現跳躍，從而產生出色的待機功耗。NCP1568是可編程控制方案，支持靜音跳躍、可編程頻率，專有的自適應ZVS可允許高頻操作，同時降低EMI，多模式操作可提高輕載效率，靈活的控制方案和用戶可編程功能的結合，允許將NCP1568與超級結MOSFET（硅）和氮化鎵（GaN） FET一起使用，具有最小頻率的箝位和靜音跳躍，可消除可聽見的噪音，可編程頻率可在100 kHz至1 MHz下操作。
滿足對功率密度要求較高的應用領域
NCP1568支持主要和有源箝位FET的內置自適應死區(qū)時間，帶內置斜率補償選項的峰值電流模式控制，靈活的控制方案和可編程性，允許使用外部硅或GaN FET進行配置，客戶可編程選項可過渡到DCM，具有最小頻率箝位的集成頻率折返，可在待機模式下實現最高性能，待機功率小于30 mW，集成700 V高壓和啟動電路，支持交流線路掉電檢測。
NCP1568具有低側的0.85 A/1.5 A拉電流／灌電流驅動器，以及65 mA/150 mA有源箝位驅動器輸出振蕩器，具有4個選項的內部軟啟動定時器。在保護功能方面，具有與熱敏電阻兼容的專用FLT引腳，以及可調節(jié)的過功率保護（OPP），支持自動恢復和鎖定各種故障的選項與內部熱關斷功能。
NCP1568適用于多種應用，包括AC-DC適配器、工業(yè)、電信、照明和對功率密度要求較高的其他應用領域，適合應用于交直流電源轉換，以及USB供電（Power Delivery）與高通（Qualcomm）快充（Quick Charge）應用，常見的終端產品包括高密度的筆記本和移動適配器、USB Type-C供電、服務器輔助電源與工業(yè)電源等產品。
多款評估板加快多種應用的開發(fā)速度
安森美也針對不同的應用推出多款評估板，包括NCP1568DC48WGEVB是一款48 W、120 V至400 V的寬范圍直流輸入恒壓電源，適用于服務器輔助電源和其他需要低高度、高效率和高功率密度的直流輸入應用。NCP1568DC48WGEVB采用ACF拓撲，搭配安森美的NCP1568 ACF控制器、NCP51530A半橋驅動器、NCP4306同步整流控制器，以及次級NTMFS6B03同步MOSFET，在滿載時可實現超過94%的效率。
NCP1568PD60WGEVB則是NCP1568 USB-PD 60W評估板，搭配NCP1568 AC-DC PWM控制器，旨在實現ACF拓撲，該評估板可用于60W USB PD應用的評估。另一款STR-ACF-12V100WPSU-GEVB評估板，則可在Strata開發(fā)環(huán)境中為NCP1568 100W輸出AC到DC轉換，提供了一個易于使用的評估板，可應用于工業(yè)用途與通用電源。
結語
ACF拓撲結構已經成為高密度電源轉換應用的主要設計架構，可以滿足高能效、低EMI、緊湊體積等需求，可廣泛應用在采用GaN/SiC這類寬帶隙半導體器件的電源轉換器上，市場應用極具發(fā)展?jié)摿?。安森美的NCP1568 AC-DC ACF PWM控制器，具有高集成度與完整的功能性，將是開發(fā)這些產品的最佳搭檔。
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