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），方案主要優勢為高效率，低EMI ，適合應用于高頻化，高功率密度設計。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控制器的突發模式功能實現，由內部邏輯根據半橋節點轉換時間進行調制，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數字電源控制器，簡化與加速了用于TV，LED照明，醫療設備，電信和工業設備的90-300W電源和適配器的開發，滿足當今最嚴格的生態設計標準。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，運行同類最佳的控制算法。利用ST的SMED（狀態機事件驅動）技術和專有仿真硬件的集成數字外設加速了控制回路性能，實現出色的動態響應。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的數字控制和用戶可編程能力可幫助工程師在整個負載范圍內優化效率和性能，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接口使主機系統能夠監視和管理電源。其他集成功能包括LLC和PFC柵極驅動器，高壓（800V）啟動電路和線路感應功能，以進一步簡化設計，提高可靠性和耐用性，并減少解決方案尺寸和BOM。還有一個X電容放電電路，可以簡化符合新的IEC 62368-1視聽和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

?核心技術優勢

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內部參數去滿足不同的應用場合包括在SMPS生產過程中 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

?死區時間可調

?整體方案簡潔，調試簡單，相關參數都可以通過軟件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