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基于onsmei NCP1937+NCP4304应用于呼吸器的高效率低待载功耗90W电源适配器方案

因此本方案以呼吸器用的24V-90W电源适配器为例，主要控制器采用安森美半导体Combo IC NCP1937，并搭配二次侧同步整流NCP4304来实现本案的诉求高效能、低空载待机功耗。本案会采用NCP1937主要它是一款Combo IC (CrM_PFC+QR_PWM)，可大幅简化PFC与PWM周边元件，再者，CrM_PFC又非常适合在150W以下的应用场合。另外，NCP1937有提供两个独特功能，让设计者能将它调整成适合各领域的应用。首先，NCP1937有提供依照输入电压而提供两阶不同输出电压，这功能可以提高低压输入时的整体效率，不用再搭配额外电路就可达到，当然这功能也可以让使用者关闭(Pin18不使用)。NCP1937也提供让使用者透过外部连接一对地电阻设定来控制PFC的ON/OFF，当NCP1937 Pin 6电压低于2V时，NCP1937会关闭PFC，反之亦然，这PFC启闭功能可以提高整体线路在中载与轻载时效率，这功能也不需要额外的线路就可达成。本方案也会使用NCP1937这两个独特功能，首先，高/低电压输入时，其PFC电压为设定为400V/193V。再者，将PFC ON/OFF设定输出瓦数超出5.4W开启PFC，输出瓦数低于0.72W关闭PFC，这主要是让PFC电路在空载时是关闭的，以获得好的待机功耗表现。在输出5.4W时开启PFC，这主要考量呼吸器在运转时，其电流是高高低低的，不会维持在一定值，为了让PFC电路不受呼吸器运转所影响，而开开关关的，因此将瓦数设在5.4W开启PFC线路，使适配器可在极低输出瓦数下可以稳定的操作。

本方案的呼吸器用的24V-90W适配器电源也应用NCP1937这两个独特功能以达到高效率(＞90%)与低空载待机功耗(＜0.15W)要求。图一、为本案在不同输入电压/输出瓦数下的效率表现，最佳效率有92.1% @264Vac/75% Load，最差效率还有87.29% @240Vac/25%Load，其四点平居效率为90%。图二、为本案在不同输入电压@10% Load以下，其效率的表现，从图二可看出在10%Load下最差效率还有79.58%的表示。图三、为本案在不同输入电压下的空载待机功耗表现，可以看出本案最差的空载待机功耗是0.06W@264Vac时，其待机功耗是可以符合法规的要求0.15W以下。图四、为本案在不同输入电压/输出瓦数的PF值表现，从图四中可以看出@25% Load下PFC电路还是开启的。图五、为本案在不同输入电压下PFC电路开启/关闭的状况，PFC开启电流在0.225A，PFC关闭电流在0.03A。

安森美半导体NCP1937是一款先进的Combo IC，它结合PFC(Power Factor Correction)与QR_Flyback(Quasi-Resonant_Flyback)控制器在SOIC-20包装里。在PFC部分，它是属于CrM(Critical Conduction Mode, CrM)的操作模式并带有最大频率限制机制(Maximum frequency clamp)，此功能主要在轻载时能有效降低PFC MOSFET切换损失(PFC MOSFET switching losses)，以提升PFC在轻载时的整体效率，并且PFC控制器也提供过电压保护与昇压二极体短路保护。另外，NCP1937也提供让使用者透过外部电阻来设定控制PFC的ON/OFF。在QR_Flyback部分，它是属于谷底切换的操作(Valley Switching Operation)并带有谷底闭锁(Valley-LocKout)的功能，此功能能让Power supply大幅减少噪音的发生，并且QR_Flyback控制器也提供内部4mS软启动功能、可调整得过功率保护、输出线圈与二极体短路保护。

NCP4304是安森美半导体一款全功能的控制器与驱动器，专门为开关电源的同步整流电路而设计，适用于Flyback、Forwoard与HB-LLC等电路架构中。它提供外部可调最短开关时间有助减寄生元件所产生的震荡，NCP4304也提供高达200V的零电流侦测能力、高汲电流能力(Isource=2.5A / Isink=5A)与宽操作电压(30V)，让NCP4304适合运用在更宽广的输出电压场合。

?场景应用图