降低开关频率的一个不良副作用是它可能产生噪声(大多数开关充电器都受开关功能本身产生的噪声之影响)。由于开关的频率随输出负载而变化,故开关频率可能下降至音频频带,当基频在人耳听力范围之内时,会导致可闻的噪声。为了避免声学噪声问题,最小的绿色模式PW差模电感M频率设置为22KHz。
峰值电流模式PWM控制的另一个特性是电流控制环路可能变得不稳定,导致次谐波振荡。为了防止这种情况的发生, 在FAN6754 PWM在占空比超过45%时,也就是说开关周期内有45%以上的时间PWM开关处于导通状态时,就会采用同步斜率补偿(synchronized slope compensation)。
轻载条件下,飞兆半导体FAN6754进入专有的绿色工作模式,提供非导通时间调制,以降低PWM频率和工作电流(因为轻载时的损耗以开关损耗为主,这就可以把空载功耗降至最低)。为了把开关损耗降至最小,FAN6754采用了一种周期跳步的Burst mode,亦即在待机工作模式下,电源开关按照预定的频率突发地导通/关断。
在这里先进一步解释Burst mode:设想要满足待机模式下的低功耗要求,输出端应只有极少乃至没有负载电流。输出电压增加会造成反馈电压下降;当反馈电压低于阈值时,开关便停止以实现节能。根据负载电流情况,输出电压最终下降,导致反馈电压增加。而一旦达到突发模式阈值,开关便会再次启动。Burst Mode的“开”和“关”阈值都是完全可设计的。
有了这些绿色工作模式,连同内置非耗能700V启动电路和低静态电流,65W/19V笔记本电脑适配器就可以满足空载能耗100mW这类严格的节能要求。
演示板结果
事实上,在115Vac/60Hz下,65W/19V 演示板上测得的FAN6754的平均效率为88.36% (规范要求为87%),在 230Vac/50Hz下为 88.85%,超越了 EPA 4.0标准规定的适配器在工作模式下的最小平均效率。在空载功耗方面,同样是在65W/19V演示板上测试,测得88mW @264VAC (在60W/12V 演示板上测得为76mW @ 264VAC)。图2示出与前代产品SG6742的比较。
比较可知,飞兆半导体的前代PWM控制器(SG6742)在115VAC下,在 60W/12V板上测得平均效率为86.66%,而FAN6754在相同条件下测得平均效率为87.51%。
而另一个便利设计人员的好处是,FAN6754与SG6742引脚完全兼容。众多保护功能
FAN 6754内置有大量全面的精确的保护功能,可保护电源和负载免受永久性损害。更好的是,设计人员无需增加外部元件或电路就可以使用这些功能,也就是说不用增加成本就能提供系统可靠性。的确,设计人员会发现FAN6754拥有的保护功能为同类竞争产品之最,同时仍然满足笔记本电脑空载功耗< 90mW的要求。
FAN 6754的保护功能包括过低电压保护(brown-out protection)、欠压锁定(UVLO)、过压保护 (OVP)、过载保护 (OLP) 和过温保护(OTP)。VDD 过压保护(OVP)功能可防止反馈环路开环等异常状况造成的损害。当VDD (电源电压)因异常状况超过24V时,PWM输出将会关断。VDD引脚上的电压检测器可确保芯片的功率足以驱动MOSFET。
欠压锁定(UVLO)电路有两个阈值,即导通和关断阈值,分别内固定为16.5V 和 9V。如果DC输入电压下降到UVLO的关断阈值之下,PWM输出将被禁用。当超过UVLO导通阈值时,PWM控制器便会重新启动。
不同于以往的PWM控制器,FAN6754的HV引脚 (SOP-8 配置中的4引脚) 还能执行AC欠压保护功能。 采用一个快速二极管和启动电阻来对AC 线电压进行采样(每180μS一次采样,脉宽20μS),每一个采样周期峰值都被更新并存储在寄存器中;这个峰值可用于欠压和电流级限制调节。当HV引脚上的电压低于欠压电压时,PWM 输出关断。此外,HV引脚能够进行限流值调整,缩小整个pfc电感器AC电压范围上的过流保护(OCP) 容限。
FAN6754 还扩大了采样周期,以减小HV采样的功耗。
飞兆半导体的绿色模式PWM控制器具有开环分析和开环保护(OLP)功能,在出现开环或输出短路故障时可确保扁平型电感系统的安全性。如果反馈电压(FB)有超过56mS的时间大于5.2V,PWM脉冲即被禁用。PWM占空比由FB电压和电流取样来决定。
通过采用一个外部负温度系数(NTC)热敏电阻来感贴片电感测外部系统的温度,可实现过热保护(OTP)功能。NTC热敏电阻的阻抗随温度增加而下降,RT引脚上的电压(VRT)相应降低。如果VRT小于 1.035V,PWM在16mS后关断。如果VRT 小于0.7V,PWM在185mS后关断。 模压电感器
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