空载能耗小于16mW的超低待机能耗设计原理

概述：
安森美半导体推出的NCP1246的空载能耗小于16 mW,利用NCP1246 + NCP4354实现的低待机能耗解决方案可轻松满足“能源之星”要求，适用于功率65 W的电源适配器，并能实现20 mW以下的极低待机能耗。

1 引言
交流-直流（AC-DC）电源适配器的应用非常广泛，如用于笔记本电脑、液晶显示器及打印机等。这 些电源适配器长时间处于空载待机模式，而且使用量巨大，由此带来巨大的电能损耗。美国“能源之星”标准对这类外部电源（EPS）的空载能耗有明确要求，即 功率50 W以下的AC-DC EPS空载能耗不超过0.3 W;功率介于50 W至250 W的AC-DC EPS空载能耗则要不超过0.5 W.目前，市场上较佳性能的AC-DC适配器最佳空载能耗性能是30 mW左右。而最新适配要求是空载能耗低于30 mW,这就要求降低输出电压（Vout），以减少空载寄生能耗；还要允许关闭初级端控制器，以进一步降低能耗。这样一来，在空载期间，适配器输出电压可自 动降低，输出电压可在19 V-2.5 V之间跳变，以降低稳压能耗。

2 两个器件组成的低待机能耗方案
NCP1246是一个满足上述要求的初级端控制器。NCP4354是一款次级端控制器，具有检测空载条件，且可由光耦关闭NCP1246.它可替代TL431,电流消耗小于100 μA.NCP4354可以对空载进行检测，器件中增加的空载检测电路对 “输出电压” （Vout） 与“空载信息”（No load info）进行比较。在高开关频率或高频待机跳周期模式下两者均等于负载；而在空载及极低频跳周期模式下两者不同；在小电容及恒定负载条件下，输出电压保 持恒定，而“”空载信息“走低。这样，无需进行功率检测，对能效及安全无影响，而且外部元件数量很少，易于调节。
图1是进入关闭模式的过程。当输出电流从满载慢慢降低时，初级控制器会从正常工作转换成跳周期工作，输出电压和空载信息基本上比较接近；当输入极低跳周期或关闭模式时，输出空载电压将低于输出电压，从而检测到极低负载或空载，激活关闭模式。

图1:进入关闭模式的过程
当输出电压大于”空载信息“时，导通/关闭（ON/OFF）光耦关闭初级端控制器；在初级端控制器重启前，输出电压允许降低至2.5 V.这样就可以实现频率低至0.01333 Hz （75 s跳周期时间） 的极低频率跳周期模式。

（详细内容请阅读PDF文档）