用NCP1200代换脉宽调制控制UC3842的应用电路

用NCP1200代换脉宽调制控制UC3842的应用电路

摘要：介绍了低功率通用离线电源的脉宽调制电流模式控制器NCP1200的优点及其代换电路，同时结合代换电路，指出了实际应用中出现的问题和解决办法。

NCP1200是ON Semiconductor公司生产的低功率通用离线电源脉宽调制电流模式控制器，它代表向超密集型开关电源的大飞跃。该器件在对元件数据要求比较严格的场合，特别是在低价AC/DC变换器或辅助电源等应用方面，不失为理想的选择。NCP1200包含了基于UC3842的电源中通常所需的所有必要元件，包括定时元件、反馈器件、低通滤波器和自供电等。

1 NCP1200的结构与设计特点

1.1 NCP1200的内部结构

NCP1200采用标准电流模式体系，关断时间由峰值电流设置点确定。其内部结构如图1所示，器件内部集成有跳周期比较器、40/60/100kHz时钟、Q触发器D≤0.8复位、欠压锁定高低稳压器等。出于NCP1200内置有时钟发生器，所以无需外接R-C元件。它的工作频率可在40kHz、60kHz或100kHz中选择。光耦合器直接接至反馈管脚2上，内部的集成电路控制监视信号流。250ns的前缘消隐（LEB）电路节省了一个外部R-C网络。NCP1200采用SO-8或DIP8封装。其管脚说明如表1所列。

表1 NCP1200的管脚说明

引脚号引脚名称功 能

说 明

1Adj调整起跳峰值电流该引脚用来调整开始跳周期工作的电平2FB设置峰值电流设置点通过将一个光耦合器连到该引脚，可随输出功率的需求来调整峰值电流设置点3CS电流检测输入用于检测初级电流并通过一个L.E.B将其送入内部比较器4Gnd集成电路接地端　5Drv驱动脉冲驱动器至外部MOSFET的输出6Vcc集成电路电源该引脚连接一个典型值为10μF的外部电容7NC空脚　8HV从交流线路上产生Vcc该引脚连到高压干线上，可向Vcc大容易注入一恒定电流

1.2 设计特点

（1）低待机功耗

NCP1200具有符合美国能源之星（Energy Star）和欧洲蓝天使（Blue Angel）等待机能耗规定的低成本解决方案。由于开关电源在正常负载条件下具有良好的效率，而在输出功率减小时，其效率将开始下降。因此如果采用跳过一些不需要的开关周期的方法，NCP1200就可以大大减小在轻负载时的功率消耗。在空载情况下，NCP1200的总待机功率可达到国际能源机构（IEA）最新建议的要求。

（2）无需辅助电源绕组

NCP1200拥有专利的甚高压集成电路（VHVIC）技术，此技术使集成电路可由高压直流干线直接供电，即NCP1200具有动态自供电（DSS）功能。因此，在电池充电器应用中，使用NCP1200时无需设计专门的初级电路来应付辅助电源的瞬间丢失（如当Vout降低时）。

（3）工作时无音频噪声

NCP1200在大的峰值电流时并不跳周期，而是等待直至峰值电流降至用户可调的最大限制值的1/3以下时才发生跳周期，这使得变压器不发生振鸣，因而可选择便宜的磁性器件而不会出现噪声。

（4）短路保护

通过持续监视反馈线的状况，NCP1200能检测到出现短路的情况，并立即将输出功率减少，对对整个电路保护。一旦短路消失，控制器即回复正常工作。因此，对于给定的应用（如恒定输出功率的电源），可以很方便地断开这个保护功能。

此外，NCP1200还具有110mA峰值拉/灌电流能力、直接光耦连接以及内部热关断等优点。

2 代换电路

图2是用NCP1200代替UC3842的代换电路，该控制芯片通常应用在单端反击电路中，电路中的NCP1200直接由高压直流干线供电。假如对代换电路做些小调整将会有意想不到的结果。

（1）进一步降低总待机功耗

集成电路内部的功耗由其内部各电子模块（时钟、比较器、驱动器等）的功耗组成，但也取决于MOSFET的栅极电荷量Qg。驱动MOSFET的平均电流（不包含驱动器的效率，并忽略各种电压降）为：

I=fsw·Qg/2

其中，fsw为最大开关频率(Hz)；

Qg为MOSFET的栅极电荷（C）

所以可以通过以下方法进一步来减小功耗；

*用具有小栅极电荷量Qg的MOSFET；

*通过一个二极管将脚8连至电源输入端；

*如果采用辅助绕组使Vcc电平持续保持在Vccl之上，那么，内部启动源将自动断开而集成电路将完全由此绕组自供电。而且，来自主干线的总功率将明显降低。但必须确保辅助电压不超过16V，特别是在过冲瞬态情况下（例如突然去掉负载）。因此，还应采用有效的过压保护（OVP）。

（2）过载检测失效

将一个20kΩ的电阻从FB接至地端将使过载保护电路失效。这是一个非常有用的方法，特别是在需要构建一个恒输出功率变换器时。

（3）跳周期调节

通过改变管脚1上出现的直流电压，可以调节跳周期发生时的电流值。在缺省情况下，峰值电流会在降至最大峰电流的三分之一以下时发生跳周期。如果需要在更大的电流时进入待机状态，可简单地将一个电阻接在管脚6（Vcc）上以提升管脚1的电平。相反地如果认为缺省的跳周期峰值电流设定点太高，也可将一个电阻从管脚1接地而使其降低。管脚1的输出电阻典型值为24kΩ。

（4）外接MOSFET

由于允许集成电路外接MOSFET，所以可选用防雪

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