NXP Semiconductors SMPS-ICs reduzieren die Standby-Leistung und erhöhen den Wirkungsgrad

Überblick über die verschiedenen Betriebs-Modi:     

CVB: Constant Voltage Burst
Mode mit Energiesparfunktion;
CVC: Constant Voltage Mode
mit Stromregelung;
CP: Constant Power;
CVF: Constant Voltage Mode
mit Frequenzregelung;
CCF: Constant Current Mode
mit Frequenzregelung
CCC: Constant Current Mode
mit Stromregelung
Überblick über die verschiedenen Betriebs-Modi CVB: Constant Voltage Burst Mode mit Energiesparfunktion CVC: Constant Voltage Mode mit Stromregelung CP: Constant Power CVF: Constant Voltage Mode mit Frequenzregelung CCF: Constant Current Mode mit Frequenzregelung CCC: Constant Current Mode mit Stromregelung

Netzteile für Leistungen zwischen 5 und 10 W müssen klein sein und sich durch einen erhöhten Wirkungsgrad und eine verringerte Standby-Leistungsaufnahme auszeichnen – und das alles zu vernünftigen Kosten.

NXP Semiconductors hat Lösungen, die diesen Ansprüchen gerecht werden. Und so sehen die Details aus:

Der TEA172x ist ein Low-Power SMPS-Controller aus der GreenChip-Familie von NXP Semiconductors. Der Schaltnetz-Controller ist mit einem 700-V-Hochvolt-MOSFET ausgestattet und kommt auf eine Leistung von bis zu 11 W. Die Controller sind für Flyback- (Sperrwandler), Buck- und Buck-Boost-Wandlertopologien optimiert. Dies führt zu einem hohen Wirkungsgrad. Die Bausteine starten direkt von der gleichgerichteten Netzspannung, ohne dass externe Bleeder-Schaltungen notwendig wären. Die implementierte Soft-Start-Funktion reduziert den Einschaltstrom, und der integrierte Oszillator führt abermals zu reduzierten Materialkosten.

Die Schaltfrequenz unter Lastbedingung variiert zwischen 22 und 51,5 kHz, so dass hörbares Brummen vermieden wird. Die Abtastung der Ausgangsspannung erfolgt primärseitig mit einem Transformator, wodurch stromverbrauchende Optokoppler und Shunt-Regler auf der Sekundärseite überflüssig werden. Auch dies führt dazu, dass das Design kosteneffektiver zu realisieren ist. Die implementierte Jitter-Funktion reduziert die elektromagnetische Störausstrahlung (EMI), und die Architektur erfüllt die EMI-Spezifikationen ohne externen Y-Kondensator.

Die fortschrittlichen Regelmodi für eine optimale Performance führen zu einem hohen durchschnittlichen Wirkungsgrad von über 77 Prozent über den gesamten Lastbereich, wobei die Bausteine auch eine sehr niedrige Leistungsaufnahme zulassen, wenn keine Last anliegt. Die Komponenten entsprechen den Spezifikationen von USB Battery Charging (CC/CV) und Energy Star 2.0 und eignen sich somit hervorragend für Adapter, die im Standby-Modus eine Leistungsaufnahme von unter 10 mW aufweisen sollen.

Der Wandler arbeitet als geregelte Spannungsquelle im Bereich von keiner Last bis zum maximalen Ausgangsstrom. Als Stromquelle liefert er den maximalen Strom über einen großen Ausgangsspannungsbereich. Bild 2 zeigt das Verhalten des Wandlers, wenn die Last von Null ansteigt.

Die in den Bausteinen implementierten Schutzfunktionen variieren leicht von Derivat zu Derivat, so dass Details besser aus dem Datenblatt zu entnehmen sind. Hier ein kurzer Überblick:

  • Überspannungsschutz (OVP) mit automatischer Restart-Funktion
  • Unterspannungs-Lockout (UVLO) und Clamp-Protection
  • Schutz gegen zu hohe Temperaturen (OTP)
  • Die Soft-Start-Funktion reduziert den Spitzenstrom bei keiner und niedriger Ausgangsspannung
  • Schutz gegen Entmagnetisierung für einen garantierten diskontinuierlichen Betrieb im Conduction Mode
  • Schutz gegen offene Schaltungen und Kurzschluss am Feedback-Control-Pin (FB)
  • Schutz gegen Kurzschluss am Lade-Ausgang
  • Sicherer Neustart-Modus für den Fehlerzustand des Systems