用NCP1200代換脈寬調制控制UC3842的應用電路

摘要：介紹了低功率通用離線(xiàn)電源的脈寬調制電流模式控制器NCP1200的優(yōu)點(diǎn)及其代換電路，同時(shí)結合代換電路，指出了實(shí)際應用中出現的問(wèn)題和解決辦法。

NCP1200是ON Semiconductor公司生產(chǎn)的低功率通用離線(xiàn)電源脈寬調制電流模式控制器，它代表向超密集型開(kāi)關(guān)電源的大飛躍。該器件在對元件數據要求比較嚴格的場(chǎng)合，特別是在低價(jià)AC/DC變換器或輔助電源等應用方面，不失為理想的選擇。NCP1200包含了基于UC3842的電源中通常所需的所有必要元件，包括定時(shí)元件、反饋器件、低通濾波器和自供電等。

1 NCP1200的結構與設計特點(diǎn)

1.1 NCP1200的內部結構

NCP1200采用標準電流模式體系，關(guān)斷時(shí)間由峰值電流設置點(diǎn)確定。其內部結構如圖1所示，器件內部集成有跳周期比較器、40/60/100kHz時(shí)鐘、Q觸發(fā)器D≤0.8復位、欠壓鎖定高低穩壓器等。出于NCP1200內置有時(shí)鐘發(fā)生器，所以無(wú)需外接R-C元件。它的工作頻率可在40kHz、60kHz或100kHz中選擇。光耦合器直接接至反饋管腳2上，內部的集成電路控制監視信號流。250ns的前緣消隱（LEB）電路節省了一個(gè)外部R-C網(wǎng)絡(luò )。NCP1200采用SO-8或DIP8封裝。其管腳說(shuō)明如表1所列。

表1 NCP1200的管腳說(shuō)明

引腳號引腳名稱(chēng)功 能

說(shuō) 明

1Adj調整起跳峰值電流該引腳用來(lái)調整開(kāi)始跳周期工作的電平2FB設置峰值電流設置點(diǎn)通過(guò)將一個(gè)光耦合器連到該引腳，可隨輸出功率的需求來(lái)調整峰值電流設置點(diǎn)3CS電流檢測輸入用于檢測初級電流并通過(guò)一個(gè)L.E.B將其送入內部比較器4Gnd集成電路接地端　5Drv驅動(dòng)脈沖驅動(dòng)器至外部MOSFET的輸出6Vcc集成電路電源該引腳連接一個(gè)典型值為10μF的外部電容7NC空腳　8HV從交流線(xiàn)路上產(chǎn)生Vcc該引腳連到高壓干線(xiàn)上，可向Vcc大容易注入一恒定電流

1.2 設計特點(diǎn)

（1）低待機功耗

NCP1200具有符合美國能源之星（Energy Star）和歐洲藍天使（Blue Angel）等待機能耗規定的低成本解決方案。由于開(kāi)關(guān)電源在正常負載條件下具有良好的效率，而在輸出功率減小時(shí)，其效率將開(kāi)始下降。因此如果采用跳過(guò)一些不需要的開(kāi)關(guān)周期的方法，NCP1200就可以大大減小在輕負載時(shí)的功率消耗。在空載情況下，NCP1200的總待機功率可達到國際能源機構（IEA）最新建議的要求。

（2）無(wú)需輔助電源繞組

NCP1200擁有專(zhuān)利的甚高壓集成電路（VHVIC）技術(shù)，此技術(shù)使集成電路可由高壓直流干線(xiàn)直接供電，即NCP1200具有動(dòng)態(tài)自供電（DSS）功能。因此，在電池充電器應用中，使用NCP1200時(shí)無(wú)需設計專(zhuān)門(mén)的初級電路來(lái)應付輔助電源的瞬間丟失（如當Vout降低時(shí)）。

（3）工作時(shí)無(wú)音頻噪聲

NCP1200在大的峰值電流時(shí)并不跳周期，而是等待直至峰值電流降至用戶(hù)可調的最大限制值的1/3以下時(shí)才發(fā)生跳周期，這使得變壓器不發(fā)生振鳴，因而可選擇便宜的磁性器件而不會(huì )出現噪聲。

（4）短路保護

通過(guò)持續監視反饋線(xiàn)的狀況，NCP1200能檢測到出現短路的情況，并立即將輸出功率減少，對對整個(gè)電路保護。一旦短路消失，控制器即回復正常工作。因此，對于給定的應用（如恒定輸出功率的電源），可以很方便地斷開(kāi)這個(gè)保護功能。

此外，NCP1200還具有110mA峰值拉/灌電流能力、直接光耦連接以及內部熱關(guān)斷等優(yōu)點(diǎn)。

2 代換電路

圖2是用NCP1200代替UC3842的代換電路，該控制芯片通常應用在單端反擊電路中，電路中的NCP1200直接由高壓直流干線(xiàn)供電。假如對代換電路做些小調整將會(huì )有意想不到的結果。

（1）進(jìn)一步降低總待機功耗

集成電路內部的功耗由其內部各電子模塊（時(shí)鐘、比較器、驅動(dòng)器等）的功耗組成，但也取決于MOSFET的柵極電荷量Qg。驅動(dòng)MOSFET的平均電流（不包含驅動(dòng)器的效率，并忽略各種電壓降）為：

I=fsw·Qg/2

其中，fsw為最大開(kāi)關(guān)頻率(Hz)；

Qg為MOSFET的柵極電荷（C）

所以可以通過(guò)以下方法進(jìn)一步來(lái)減小功耗；

*用具有小柵極電荷量Qg的MOSFET；

*通過(guò)一個(gè)二極管將腳8連至電源輸入端；

*如果采用輔助繞組使Vcc電平持續保持在Vccl之上，那么，內部啟動(dòng)源將自動(dòng)斷開(kāi)而集成電路將完全由此繞組自供電。而且，來(lái)自主干線(xiàn)的總功率將明顯降低。但必須確保輔助電壓不超過(guò)16V，特別是在過(guò)沖瞬態(tài)情況下（例如突然去掉負載）。因此，還應采用有效的過(guò)壓保護（OVP）。

（2）過(guò)載檢測失效

將一個(gè)20kΩ的電阻從FB接至地端將使過(guò)載保護電路失效。這是一個(gè)非常有用的方法，特別是在需要構建一個(gè)恒輸出功率變換器時(shí)。

（3）跳周期調節

通過(guò)改變管腳1上出現的直流電壓，可以調節跳周期發(fā)生時(shí)的電流值。在缺省情況下，峰值電流會(huì )在降至最大峰電流的三分之一以下時(shí)發(fā)生跳周期。如果需要在更大的電流時(shí)進(jìn)入待機狀態(tài)，可簡(jiǎn)單地將一個(gè)電阻接在管腳6（Vcc）上以提升管腳1的電平。相反地如果認為缺省的跳周期峰值電流設定點(diǎn)太高，也可將一個(gè)電阻從管腳1接地而使其降低。管腳1的輸出電阻典型值為24kΩ。

（4）外接MOSFET

由于允許集成電路外接MOSFET，所以可選用防雪

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