采用NCP1200的簡單離線開關電源設計

離線開關電源(SMPS)在消費產品和工業產品(如DVD播放器、機頂盒等)中得到廣泛的應用，然而，若干年以前這類電源設計工作經常遭遇失敗，設計工程師在沒有更佳選擇的情況下，只能采用他們熟悉的傳統的、龐大而笨重的變壓器來設計。現在，隨著對市場的深入認識，尤其是對設計工程師的期望的深入了解，半導體公司先后推出了系列新型密集、低成本的控制器，為設計工程師設計低成本高性能離線開關電源提供了更多的選擇。本文將以安森美半導體公司NCP1200為實例，說明離線開關電源設計的方法和特點。

采用NCP1200的方案特點

對于一個新技術和新IC產品，新設計工程師一般會很歡迎。但是，多年從事此類電源設計的工程師常常具有抵觸情緒，因為他們的經驗和知識可能在新的技術和產品中不這么管用。NCP1200的設計就充分考慮了設計工程師面臨的需要。

1. 去掉了輔助線圈

安森美的VHVIC技術可以直接從高DC電壓為IC供電，稱為動態自供電(DSS)方式。在應用于電池充電器的情況下，可以不必設計特殊的初級電路來處理輔助電壓，這個原理同樣適用于接通和關斷一個直接連到高壓電源(高達500V)的電流源的情況。

2. 具有短路保護

通過不斷監測反饋線的情況，IC能夠檢測短路故障，并立即降低輸出功率，對整個系統提供保護。一旦短路消失，控制器恢復到正常的運行狀態。對于恒壓源，可以去掉這個保護功能。顯示在出現短路時電路的運行情況，電路產生受控的突發模式以保證低的平均輸出電流。該IC的外圍器件有Vcc旁路電容器和檢測元件等。

3. 低待機功耗

SMPS在額定負載下具有良好的效率，但是當輸出功率減小時，其效率將降低。采取跳過不必要的開關周期等處理技術，NCP1200大大減少了在輕負荷情況下的功耗。在空載的情況下， NPC1200能夠使整個待機功率很容易達到國際能源機構(IEA)的新指標要求。

4. 運行時無噪聲

當峰值電流出現時不會跳過開關周期，當峰值電流下降到用戶可調整的最大值的三分之一以下NCP1200才進行跳周期，這樣設計中可以選擇便宜的磁性元件，而且不會有噪聲問題。

5. 外部MOSFET的連接

由于外部 MOSFET放在IC以外，設計工程師可以選擇防雪崩器件。在某些情況下無需有源箝位網絡就能夠工作，例如低輸出功率的應用。同時，通過控制MOSFET柵極信號電流可以降低器件的切換速率，從而降低電磁干擾(EMI)。

6. SPICE模型

采用一個專用的模型可以進行逐周期的瞬態仿真，同時也可用于閉環仿真。可以從安森美半導體網站下載現成的模型，包括NCP1200相關部分的Pspice模型, INTUSOFT的 IsSpice模型以及Spectrum-Software的μCap模型。

采用NCP1200的應用電路

提供了一個NCP1200的應用原理圖。這個簡圖顯示了一個3.5W電源的設計，該電路只有兩個外圍元件： Vcc電容(可以低達1μF)和Rsense。在電路中可以控制MOSFET的柵極。由于它的雪崩性能與低漏感變壓器的設計相結合，設計工程師不再需要其它電路所用的昂貴的箝位網絡。如果出現了輸出短路，NCP1200將會安全地鎖住電源，直到故障排除才自動恢復到正常狀態。

在1W到30W的離線電源應用中，都可采用該IC實現設計。這些應用包括：電池充電器、AC/DC適配器、PC電源、機頂盒等等。根據具體的設計要求，NCP1200可以選擇在40kHz、60kHz和100kHz三個不同開關頻率上工作。