NCP集成芯片是由美国安森美(Onsemi)半导体公司生产的基于固定频率的平均电流式脉宽调制器,专门用于功率因数补偿电路。
芯片也就是集成电路,芯片对于离散晶体管有两个主要优势:成本和性能。成本低是由于芯片把所有的组件通过照相平版技术,作为一个单位印刷,而不是在一个时间只制作一个晶体管。性能高是由于组件快速开关,消耗更低能量,因为组件很小且彼此靠近。
2006年,芯片面积从几平方毫米到350mm2,每mm2可以达到一百万个晶体管。
应该是交流。直流电是提供偏置电压,偏置电压是使三极管工作在放大区,如果没有直流偏置静态工作点,三极管不能保证时刻工作在放大区,那电路就没意义了,所以必须要直流电压提供工作在放大区的电压,然后交流信号输入,对交流信号进行放大。在采用交流离线电源为LED供电的应用中,涉及到众多不同的应用场合,如电子镇流器、荧光灯替代、交通信号灯、LED灯泡、街道和停车照明、建筑物照明、障碍灯和标志等。在这些从交流主电源驱动大功率LED的应用中,有两种常见的电源转换技术,即在需要电流隔离(galvanic isolation)时使用反激转换器,或在不需要隔离时使用较为简单的降压拓扑结构。
在反激转换器方面,根据输出功率的不同,可以采用安森美半导体的不同反激转换器。例如,安森美半导体的NCP1013适合于功率高达5 W(电流为350 mA、700 mA或1 A)的紧凑型设计应用,NCP1014/1028可以提供高达8 W的连续输出功率,而NCP1351则适合于大于15 W的较大功率通用应用。
以NCP1014/1028为例,这是安森美半导体推出的离线式PWM开关稳压器,具有集成的700 V高压MOSFET,均采用350 mA/22 Vdc变压器设计及700 mA/17 Vdc配置,输入电压范围为90至265 Vac,具有输出开路电压钳位、采用频率抖动减少电磁干扰(EMI)信号以及内置热关闭保护等特性,适合于LED镇流器、建筑物照明、显示器背光、标志和通道照明及作业灯等应用。NCP1014/1028的应用设计示意图如下面的图1所示。值得一提的是,这设计具有开路输出保护功能,会在开路时将输出钳位至24 V电压。在这设计中,电流和开路电压能够通过简单地改变电阻/齐纳二极管组合来调整。值得一提的是,如果针对230 Vac交流线路使用另一种可选变压器,则NCP1014能够提供高达19 W的功率,NCP1028能够提供高达25 W的功率。
解调是调制的逆过程,是从高频已调波中恢复出原低频调制信号的过程。从频谱上看,解调也是一种信号频谱的线性搬移过程,是将高频载波端边带信号的频谱线性搬移到低频端,这种搬移正好与调制过程的搬移过程相反,故所有的具有频谱线性搬移功能的电路均可用于调幅波的解调。同步解调,它的基本功能就是完成频谱的线性搬移,但为了防止失真,同步检波电路中都必需输入与载波同步的解调载波。同步,指同频率同相位。
一体化工作站正变得越来越轻薄,要求更轻和更小的电源转换器,这通常通过提高开关频率来实现。传统Si MOSFET在高频工作下的开关和驱动损耗是一个关键制约因素。GaN HEMT提供较传统MOSFET更低的门极电荷和导通电阻,从而实现高频条件下的更高电源转换能效。
演示板设计为240 W通用板,它输出20 A的负载电流和12 V输出电压,功率因数超过98%,满载时总谐波失真(THD)低于17%。电源转换器前端采用功率因数校正(PFC) IC,将AC转换为调节的385 V DC总线电压。升压转换器中的电感电流工作于CCM。升压PFC段采用安森美半导体的NCP1654控制器。次级是隔离的DC-DC转换器,将385 V DC总线电压转换为12 V DC输出电压。隔离的DC-DC转换通过采用LLC谐振拓扑实现。次级端采用同步整流以提供更高能效。LLC电源转换器采用安森美半导体的NCP1397,提供97%的满载效率,而同步整流驱动器是NCP4304。
NCP432用于反馈路径以调节输出电压。演示板采用GaN HEMT作为PFC段和LLC段原边的开关,提供0.29 mΩ的低导通电阻和>100 V/ns 的高dv/dt,因而导致开关和导通损耗低,其低反向恢复电荷产生最小的反向恢复损耗。
其中,NCP1654提供可编程的过流保护、欠压检测、过压保护、软启动、CCM、平均电流模式或峰值电流模式、可编程的过功率限制、浪涌电流检测。NCP1397提供精确度为3%的可调节的最小开关频率、欠压输入、1 A/0.5 A峰值汲/源电流驱动、基于计时器的过流保护(OCP)输入具自动恢复、可调节的从100 ns至2 μs的死区时间、可调节的软启动。NCP4304的关键特性包括具可调节阈值的精密的真正次级零电流检测、自动寄生电感补偿、从电流检测输入到驱动器的关断延迟40 ns、零电流检测引脚耐受电压达200 V、可选的超快触发输入、禁用引脚、可调的最小导通时间和最小关断时间、5 A/2.5 A峰值电流汲/源驱动能力、工作电压达30 V。
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