基于ST STNRG011 240W/10A的大功率適配器設(shè)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(shè)計。在無/輕載運行時功耗低，重載滿載高效率；前級是CRM（臨界導通模式）升壓PFC控制器的前端PFC預調(diào)節(jié)器，后級是LLC諧振半橋轉(zhuǎn)換器，該方案提供輸出24V10A，較容易滿足嚴格的效率和待機要求。

該板的主要重點是輕載和重載效率高，輕載通過PFC和LLC控制器的突發(fā)模式功能實現(xiàn)，由內(nèi)部邏輯根據(jù)半橋節(jié)點轉(zhuǎn)換時間進行調(diào)制，允許變壓器磁化電感最大化，減少輕載運行時的初級電流；輕載，重載到滿載LLC初級MOS實現(xiàn)ZVS導通。基于耗盡MOSFET的有源高壓啟動電路提供非常快的啟動時間，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(shù)字電源控制器，簡化與加速了用于TV，LED照明，醫(yī)療設(shè)備，電信和工業(yè)設(shè)備的90-300W電源和適配器的開發(fā)，滿足當今最嚴格的生態(tài)設(shè)計標準。STNRG011結(jié)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(shù)字內(nèi)核管理，運行同類最佳的控制算法。利用ST的SMED（狀態(tài)機事件驅(qū)動）技術(shù)和專有仿真硬件的集成數(shù)字外設(shè)加速了控制回路性能，實現(xiàn)出色的動態(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(shù)。
STNRG011的數(shù)字控制和用戶可編程能力可幫助工程師在整個負載范圍內(nèi)優(yōu)化效率和性能，并利用輕載時Duty cycle的Burst模式操作來提高效率。其中2pin的UART / I2C接口使主機系統(tǒng)能夠監(jiān)視和管理電源。其他集成功能包括LLC和PFC柵極驅(qū)動器，高壓（800V）啟動電路和線路感應功能，以進一步簡化設(shè)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X電容放電電路，可以簡化符合新的IEC 62368-1視聽和ICT設(shè)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輸出過壓，過流，欠壓，輸入欠壓，浪涌保護，反饋斷開，LLC容性保護，過壓，過流，短路保護。

?場景應用圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢

STNRG011是COMBO數(shù)字控制器：

 ?TM PFC前級處理器&諧振LLC隔離DC / DC轉(zhuǎn)換器

? 帶有ROM存儲器的M8051W內(nèi)核MCU

? 4個SMEDs PWM管理 

? 通訊接口（UART和I2C）

 ?FTP（NVM）存儲器允許更改IC內(nèi)部參數(shù)去滿足不同的應用場合包括在SMPS生產(chǎn)過程中 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

?集成高壓啟動，掉電壓檢測和X電容放電功能，  雷擊檢測

?輸出過壓欠壓保護，輸入欠壓保護，過流保護 諧振LLC隔離DC / DC轉(zhuǎn)換器：

?電流控制模式

?輕載工作在智能Burst mode

?完善的保護：ACP，過載過流保護，過壓保護

?死區(qū)時間可調(diào)

?整體方案簡潔，調(diào)試簡單，相關(guān)參數(shù)都可以通過軟件GUI修改

?方案規(guī)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(xù)工作時為24 V±1％

?滿載時的整體效率：AC115V時-滿載效率為91%，AC230V-效率為93.2%.

?平均效率：> 90％，可以滿載歐美的六級能效要求。

?無負載電源消耗：在AC115V和230V電壓輸入時待機功率<=0.1W，

?主電源諧波：符合EN61000-3-2 D類和JEITA-MITI D類