基于ST STNRG011 240W/10A的大功率適配器設計

該方案是Combo芯片STNRG011--- PFC+LLC拓撲，適合作中小功率電源（小于300W），方案主要優(yōu)勢為高效率，低EMI ，適合應用于高頻化，高功率密度設計。在無(wú)/輕載運行時(shí)功耗低，重載滿(mǎn)載高效率；前級是CRM（臨界導通模式）升壓PFC控制器的前端PFC預調節器，后級是LLC諧振半橋轉換器，該方案提供輸出24V10A，較容易滿(mǎn)足嚴格的效率和待機要求。

該板的主要重點(diǎn)是輕載和重載效率高，輕載通過(guò)PFC和LLC控制器的突發(fā)模式功能實(shí)現，由內部邏輯根據半橋節點(diǎn)轉換時(shí)間進(jìn)行調制，允許變壓器磁化電感最大化，減少輕載運行時(shí)的初級電流；輕載，重載到滿(mǎn)載LLC初級MOS實(shí)現ZVS導通?；诤谋MMOSFET的有源高壓?jiǎn)?dòng)電路提供非?？斓膯?dòng)時(shí)間，并將正常操作期間的剩馀電量 消耗降至可忽略的水平。

意法半導體 的STNRG011數字電源控制器，簡(jiǎn)化與加速了用于TV，LED照明，醫療設備，電信和工業(yè)設備的90-300W電源和適配器的開(kāi)發(fā)，滿(mǎn)足當今最嚴格的生態(tài)設計標準。STNRG011結合了雙端LLC諧振半橋控制器和多模式功率因子校正（PFC）控制器，由數字內核管理，運行同類(lèi)最佳的控制算法。利用ST的SMED（狀態(tài)機事件驅動(dòng)）技術(shù)和專(zhuān)有仿真硬件的集成數字外設加速了控制回路性能，實(shí)現出色的動(dòng)態(tài)響應。芯片上還提供非易失性存儲器(NVM)，用于存儲應用特定的參數。
STNRG011的數字控制和用戶(hù)可編程能力可幫助工程師在整個(gè)負載范圍內優(yōu)化效率和性能，并利用輕載時(shí)Duty cycle的Burst模式操作來(lái)提高效率。其中2pin的UART / I2C接口使主機系統能夠監視和管理電源。其他集成功能包括LLC和PFC柵極驅動(dòng)器，高壓（800V）啟動(dòng)電路和線(xiàn)路感應功能，以進(jìn)一步簡(jiǎn)化設計，提高可靠性和耐用性，并減少解決方案尺寸和BOM。還有一個(gè)X電容放電電路，可以簡(jiǎn)化符合新的IEC 62368-1視聽(tīng)和ICT設備安全標準的要求。STNRG011還集成了對LLC和PFC電路的全面保護，包括PFC輸出過(guò)壓，過(guò)流，欠壓，輸入欠壓，浪涌保護，反饋斷開(kāi)，LLC容性保護，過(guò)壓，過(guò)流，短路保護。

?場(chǎng)景應用圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢

STNRG011是COMBO數字控制器：

 ?TM PFC前級處理器&諧振LLC隔離DC / DC轉換器

? 帶有ROM存儲器的M8051W內核MCU

? 4個(gè)SMEDs PWM管理 

? 通訊接口（UART和I2C）

 ?FTP（NVM）存儲器允許更改IC內部參數去滿(mǎn)足不同的應用場(chǎng)合包括在SMPS生產(chǎn)過(guò)程中 TM PFC前級處理器:

?多模式控制：全負載范圍 Burst mode, DCM mode, 谷底導通模式，臨界導通模式

?集成高壓?jiǎn)?dòng)，掉電壓檢測和X電容放電功能，  雷擊檢測

?輸出過(guò)壓欠壓保護，輸入欠壓保護，過(guò)流保護 諧振LLC隔離DC / DC轉換器：

?電流控制模式

?輕載工作在智能Burst mode

?完善的保護：ACP，過(guò)載過(guò)流保護，過(guò)壓保護

?死區時(shí)間可調

?整體方案簡(jiǎn)潔，調試簡(jiǎn)單，相關(guān)參數都可以通過(guò)軟件GUI修改

?方案規格

?通用輸入電源電壓范圍：從90 Vac到264 Vac - 頻率從45到65 Hz

?輸出電壓：10A連續工作時(shí)為24 V±1％

?滿(mǎn)載時(shí)的整體效率：AC115V時(shí)-滿(mǎn)載效率為91%，AC230V-效率為93.2%.

?平均效率：> 90％，可以滿(mǎn)載歐美的六級能效要求。

?無(wú)負載電源消耗：在A(yíng)C115V和230V電壓輸入時(shí)待機功率<=0.1W，

?主電源諧波：符合EN61000-3-2 D類(lèi)和JEITA-MITI D類(lèi)