基于onsemi NCP681的图腾柱 PFC 控制器的AC/DC医疗级600W适配器

随著科学技术的不断进步，越来越多的现代医疗器械得到了飞速发展，特别是直接与人体相接触的电子仪器，除了对仪器本身性能的要求越来越高外之外，对人体安全方面的考虑也越来越备受关注。例如：呼吸机、心脏穿刺监视器、超声波、母婴监护仪、婴儿保温仪、生命监护仪等一些与人体紧密接触的仪器，病人使用仪器时不能因为使用仪器而对人体造成有触电或者其他方面的任何危险。为满足全球医疗应用相关仪器设备对内置式PCB型电源更高功率的应用需求，现提供的500W的高功率密度的设计方案，满足绝缘等级与超低漏电流(<190uA)，可适用于BF型(Body Floating，病患接触式)等各类医疗设备，应用包含医疗/医事/生化检验设备、医用监护仪器及医用机器手臂等。

NCP1681 是一款高功率图腾柱 PFC 控制器，可以优化电源设计提高效率。

1. 简化设计：专用于无桥图腾柱功率因数校正（TP PFC）拓扑结构，采用半数字控制，无需进行软件开发，电源设计人员只需处理图腾柱 PFC 中的磁性元件、氮化镓（GaN）或碳化硅（SiC）开关器件、EMI 滤波器件及 PCB 布局等设计问题，节省时间、成本和占位。

2. 高效节能：图腾柱 PFC 拓扑消除了输入二极管桥堆，减少了整流二极管损耗及周边零件，在高压输入下，NCP1681 的 TP PFC 方案能效可达近 99%，能满足 “80Plus” 或 “CoC Tier 2” 等在广泛负载范围内提供高能效的标准。

3. 多模式操作：可配置为在固定频率连续导通模式（CCM）或多模式下工作，控制器在 CCM 和临界导通模式（CrM）之间自然转换，以在各种功率水平下实现最佳性能。在轻载 DCM 不连续模式具电压波谷导通操作机制，提升轻载效率，在极轻负载条件下还有跳跃模式，防止在可听范围内工作，降低噪声。

4. 精确控制：具有新颖的电流检测方案、数字电压环路补偿、交流线路监控电路与交流相位侦测，在所有工作模式下功率因数接近 1.0，能实现精确控制，确保稳定的输出和良好的电能质量。

5. 保护功能完善：包含过电压、过电流、欠电压及内置过温度保护等高标准安全等级保护功能，还有快速负载暂态补偿响应，以及 PFC - OK 信号供应后级电源时序控制，增强了系统的稳定性和可靠性。

6. 驱动能力强：具备较强的驱动能力，可驱动氮化镓等器件，最大程度降低寄生电感干扰，简化客户设计难度。

7. 应用范围广：适用于 350W 至数千瓦范围的更高功率的电源，工作在通用电源输入（90 - 265Vac），广泛适用于服务器、高性能计算、电信、工业和 OLED 电视等应用。

►场景应用图

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势

1，高功率能力：适用于 350W 至数千瓦范围的更高功率电源，将无桥图腾柱 PFC 设计的功率能力扩展到千瓦范围，能够满足大功率应用的需求，如服务器、电信 5G 电源、工业电源等。 2，宽输入电压范围：工作在通用电源输入（90 - 265Vac），可以适应不同地区和不同应用场景下的输入电压变化，具有较强的通用性和适应性。 3，高效率：采用无桥图腾柱 PFC 拓扑结构，消除了输入二极管桥堆，减少了整流二极管损耗及周边零件，在高压输入下，其 TP PFC 方案能效可达近 99%，能满足 “80Plus” 或 “CoC Tier 2” 等在广泛负载范围内提供高能效的标准。 4，多模式操作：可配置为在固定频率连续导通模式（CCM）或多模式下工作，控制器在 CCM 和临界导通模式（CrM）之间自然转换，在轻载 DCM 不连续模式具电压波谷导通操作机制，在极轻负载条件下还有跳跃模式，在各种功率水平下都能实现最佳性能，优化了不同负载下的效率。 5，精确控制：具有新颖的电流检测方案、数字电压环路补偿、交流线路监控电路与交流相位侦测，在所有工作模式下功率因数接近 1.0，可实现精确控制，确保稳定的输出和良好的电能质量。 6，保护功能完善：包含过电压、过电流、欠电压及内置过温度保护等高标准安全等级保护功能，还有快速负载暂态补偿响应，以及 PFC - OK 信号供应后级电源时序控制，增强了系统的稳定性和可靠性。 7，高开关频率：开关频率典型值为 65kHz 或 95kHz，较高的开关频率有助于减小电源系统中磁性元件的尺寸和重量，提高功率密度，使电源设计更加紧凑。 8，驱动能力强：具备 100/100mA 的源 / 灌电流峰值驱动能力，可有效驱动氮化镓等器件，最大程度降低寄生电感干扰，简化客户设计难度。

►方案规格

• 输入电压：80-264VAC • 输出电压： 11.4VDC--12.6VDC • 输出电流 ：52A • 待机功耗：小于250MW@230VAC • 平均效率：高达95.36% • 工作温度：-30～+70℃ • 保护特性：OTP/OVP/OCP/SCP Latch • 散热条件：自然风冷散热可达500W • 安装条件：可安装Class1 和 Class 2系统 • 医疗等级：医疗级UL/CUL/TUV/EAC/CB/CE认证