基于STNRG011数字组合多模PFC控制器的电视电源方案

本方案用于LED/OLED电视，可为电视控制器和音频子系统提供12V/4A稳压电源，并为LED背光提供65V/2.5A电源。方案具有90-264V宽交流输入电压，适合全球销售的电源和适配器，而且能效超越了当今严格的生态设计规范，在115V和230V AC时满载能效超过91%，空载耗电量低于120mW。

图1. 基于STNRG011的LED/OLED电视电源参考原型

方案特点

作为新型200W AC/DC SMPS设计，本方案基于STNRG011数字PFC(功率因数校正器)和谐振LLC功率变换器，采用经过验证的且可靠的拓扑结构，能够配置和优调运行参数，获得优秀的电源性能。

图2.基于STNRG011的LED/OLED电视电源电路图

设计的数字控制算法永久固化在电源控制器的ROM内存中，无需写代码。方案板的可编程非易失性存储器(NVM)内存有一整套采样参数，LED和OLED电视设计人员可通过评估板快速开发200W数字电源和适配器，能效和待机能耗满足严格的法规要求。

该方案无载时功耗非常小(小于120mW)，待机功耗小于450mW，无需辅助电源。在各种负载下，115/230Vac电压的纹波和噪声均小于1%。总体效率方面，方案在115Vac电压时达90.44%，在230Vac电压时达92.27%。

系统中，STNRG011是用于LLC谐振半桥的高电压双端控制器，是一个有功率因数校正功能的高效功率高集成度解决方案，具有一个800V额定启动发电机和一个先进的数字引擎，确保三个块最佳运行。主要特性包括：

- 数字组合多模式PFC + 时间转移LLC谐振半桥控制器;

- 板载800V启动电路、线路感应和X-cap放电符合IEC 62368-1标准，可降低待机功率;

- 增强式固定导通时间多模式TM PFC控制器，有输入电压前馈、THD优化程序和频率限制;

- 整套PFC保护;

- 时间转移控制谐振半桥;

- 轻负载时增强式突发模式，具有快速瞬态响应和自适应半桥掉电保护功能

芯齐齐BOM分析

方案BOM元器件总数134个，主控住气IC1 STNRG011、稳压器IC3 TL1431、I2C总线EEPROM来自意法半导体公司。同时，本方案BOM元器件还包括7个安全电容器CX1、CX3、CY1、CY2、CY3、CY4、CY5，以及光耦PC817C。

图3. 基于STNRG011的LED/OLED电视电源BOM表

其中，STNRG011采用20引脚SO20电源封装，是一个高效、高集成度的高电压双端控制器，集成一个8位CPU子系统、控制逻辑、模数转换器(ADC)、高压启动电路、电源管理和保护模块。一个两线接口负责处理芯片与外部EEPROM存储器的通信，以及远程监控和软件更新。

薄膜安全电容器CX1、CX3来自TDK旗下的EPCOS，容值0.22uFF，偏差±10%，交流耐压310VAC，交流耐压630VDC，封装18mmx8mmx14mm。

陶瓷安全电容器CY3、CY4、CY5来自Murata，CY3、CY4电容量220pF，容差10%，交流额定值300VAC，引线间隔10mm;CY5容量为0.1 nF，容差10%，两者的工作温度均为-40C至+125C。

图4. 基于STNRG011的LED/OLED电视电源PCB layout

该方案电路板采用35µm CEM-1单层板，尺寸185 x 185mm，高度小于20mm。PCB布线时，电源信号尽可能保持一致的方向，尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。

审核编辑：汤梓红