160W高效能！安森美半导体NCV8871异步升压控制器设计方案

近年直流电产品应用越来越广泛，一方面随著应用技术不断推陈出新，另一方面终端应用的功率需求越来越大，例如: 音讯放大器、直流无线吸尘器、直流工具机、车用电子产品等。这些直流电产品都需要一个稳定的直流电压输入，且可以供应其所需的功率消耗，此时就需要一组直流转直流(DC to DC)的转换器提供所需电压且要满足其功率要求。再者，近年来这些直流电产品为了节能或要提高效率，因此将输入电压提高以降低线路上的电流，进一步减小电路上的不必要消耗来达到提高产品整体的效率。为了将直流电压提高，这时就要利用直流升压转换器Boost Converter)来达到提高输出电压目的，目前广泛应用到直流升压转换器的市场包含音讯放大器、直流工具机、直流无线吸尘器与车用救援行动等应用领域。

直流升压转换器已属于发展很成熟的架构，其应用也相当广泛从消费性产品、工业领域到车用电子都有其应用身影，但通常转换器都已将控制器与功率元件整合至同一包装上，因受限其散热能力与电流乘载力，所以也限制转换器能提供的功率能力。再者，将控制器与功率元件整合至同一包装上虽可以缩小其应用面积，相对的转换器本身能提供的功能相对有限，由于现今的直流产品对其功率需求越来越大，并且所需要的保护功能要求也越来越多，以直流无线吸尘器为例，现今功率需求从之前的10几瓦到目前100~200瓦都有，且须有过电流、过温度保护等功能，所以直流转直流(DC to DC)控制器就适在大瓦数的产品应用大，且控制器也能提供较完整的功能，例如: 过电流、过温度保护、欠电压保护、短路保护等机制，因此本方案就是选用异步升压控制器(non−synchronous boost Controller)来提高电压与提供上百瓦功率应用在音讯放大器上。

本方案是基于安森美半导体(Onsemi Semiconductor) NCV8871异步升压控制器160W解决方案，安森美半导体NCV是一款近年推出的异步升压控制器，此控制器采用具有内部斜率补偿的峰值电流模式控制，并在内部整合一稳压器可为闸极驱动器充电，因此NCV8871是一个很容易让使用者上手的升压控制器。另外，安森美半导体NCV8871也有提供几个实用的功能，第一、NCV8871是一款车规等级的异步升压控制器，是可应用在车用电子产品领域。第二、NCV8871是一个SOIC-8包装，提供一个常见包装的控制器。第三、NCV8871整合欠电压闭锁、软启动跟斜率补偿机制，以提供最简化的线路。第四、NCV8871提供多种保护功能，可满足多种应用场合要求。

本方案是使用安森美半导体(Onsemi Semiconductor) NCV8871异步升压控制器在18V/160W音讯放大器的解决方案，本方案的输出电压变动是4%，160KHz的固定切换频率。在输入电压13.2Vdc、输出电流为5A时，其效率为85%。图一、是本案在正常情况下，其升压开关的驱动讯号跟电压应力波形，其切换频率为169.6KHz。图二、是本案在带载下的启动波形，从输出电压可以看出其启动时间为3ms且有软启动的的机制在。图三、是本方案18V/160W的展示板，其线路是相当简洁的，使用这只要计算升压电感(Boost Choke) 与挑选适当的升压开关(Boost MOSFET)、升压二极体(Boost Diode)，NCV8871是一款相当容易使用的异步升压控制器。

图一、本案昇压开关元件的波形