온세미컨덕터가 업계에서 처음으로 CrM(Critical Conduction Mode) 토템폴(totem pole) 역률보정(PFC) 컨트롤러 NCP1680을 공개했다. 이를 계기로 온세미컨덕터는 초고밀도 오프라인 전원 공급장치용 솔루션 제품군을 확장하게 됐다.
기존 PFC 회로에서 정류기 브리지 다이오드는 240 W 전원 공급장치에서 전체 손실의 약 20%에 해당하는 약 4 W의 손실을 발생시킨다. 여기서 PFC 회로부는 약 97%의 효율을 가지며, LLC 회로부 역시 이와 유사한 성능을 제공한다. 반면, 정류기 브리지 다이오드(lossy diode)를 토템폴 방식의 스위치로 교체하고 부스트 PFC 기능을 사용하면, 브리지 다이오드 손실을 줄이고 전반적인 효율성을 크게 향상시킬 수 있다. NCP1680는 실리콘 카바이드(SiC) 혹은 질화갈륨(GaN) 디바이스와 같은 와이드 밴드갭(wide bandgap) 스위치뿐만 아니라, 일반적인 슈퍼정션(super junction) 실리콘 MOSFET도 사용할 수 있다.
NCP1680는 새로운 전류제한 아키텍처와 라인 위상 검출기법을 사용한다. 동시에, 검증된 제어 알고리즘을 사용해 성능을 유지하면서도, 저비용 고효율인 토템폴 PFC 솔루션을 제공한다. 내부적으로 보정된 디지털 루프 컨트롤은 제품의 핵심기능이다. 또한, 이는 밸리 스위칭이 가능한 온타임 CrM 아키텍처를 채택했다. 주파수 폴드백 및 밸리 동기식 스위칭을 동반하는 불연속 전류모드(DCM) 동작을 통해 경부하 조건에서도 고효율을 요구하는 최신 효율성 기준도 충족할 수 있다.
NCP1680은 집적도가 높아 범용 입력전원(90~265 Vac)에서 최대 350 W의 출력까지 동작하는 전원 공급 장치 설계가 가능하다. 230 Vac 입력 조건에서 NCP1680을 기반으로 하는 PFC 회로는 300 W에서 약 99%에 가까운 효율을 달성할 수 있다. 토템 폴 PFC를 위한 구성요소가 간단해 공간과 구성요소 비용을 절약할 수 있다. 구성요소 개수를 추가적으로 줄이면, 홀 효과(Hall Effect) 센서 없이도 사이클별 전류 제한(cycle-by-cycle current limit) 기능을 구현할 수 있다.
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