采用NCP1200的简单离线开关电源设计

离线开关电源(SMPS)在消费产品和工业产品(如DVD播放器、机顶盒等)中得到广泛的应用，然而，若干年以前这类电源设计工作经常遭遇失败，设计工程师在没有更佳选择的情况下，只能采用他们熟悉的传统的、庞大而笨重的变压器来设计。现在，随着对市场的深入认识，尤其是对设计工程师的期望的深入了解，半导体公司先后推出了系列新型密集、低成本的控制器，为设计工程师设计低成本高性能离线开关电源提供了更多的选择。本文将以安森美半导体公司NCP1200为实例，说明离线开关电源设计的方法和特点。

采用NCP1200的方案特点

对于一个新技术和新IC产品，新设计工程师一般会很欢迎。但是，多年从事此类电源设计的工程师常常具有抵触情绪，因为他们的经验和知识可能在新的技术和产品中不这么管用。NCP1200的设计就充分考虑了设计工程师面临的需要。

1. 去掉了辅助线圈

安森美的VHVIC技术可以直接从高DC电压为IC供电，称为动态自供电(DSS)方式。在应用于电池充电器的情况下，可以不必设计特殊的初级电路来处理辅助电压，这个原理同样适用于接通和关断一个直接连到高压电源(高达500V)的电流源的情况。

2. 具有短路保护

通过不断监测反馈线的情况，IC能够检测短路故障，并立即降低输出功率，对整个系统提供保护。一旦短路消失，控制器恢复到正常的运行状态。对于恒压源，可以去掉这个保护功能。图 2显示在出现短路时电路的运行情况，电路产生受控的突发模式以保证低的平均输出电流。该IC的外围器件有Vcc旁路电容器和检测元件等。

3. 低待机功耗

SMPS在额定负载下具有良好的效率，但是当输出功率减小时，其效率将降低。采取跳过不必要的开关周期等处理技术，NCP1200大大减少了在轻负荷情况下的功耗。在空载的情况下， NPC1200能够使整个待机功率很容易达到国际能源机构(IEA)的新指标要求。

4. 运行时无噪声

当峰值电流出现时不会跳过开关周期，当峰值电流下降到用户可调整的最大值的三分之一以下NCP1200才进行跳周期，这样设计中可以选择便宜的磁性元件，而且不会有噪声问题(图3)。

5. 外部MOSFET的连接

由于外部 MOSFET放在IC以外，设计工程师可以选择防雪崩器件。在某些情况下无需有源箝位网络就能够工作，例如低输出功率的应用。同时，通过控制MOSFET栅极信号电流可以降低器件的切换速率，从而降低电磁干扰(EMI)。

6. SPICE模型

采用一个专用的模型可以进行逐周期的瞬态仿真，同时也可用于闭环仿真。可以从安森美半导体网站下载现成的模型，包括NCP1200相关部分的Pspice模型, INTUSOFT的 IsSpice模型以及Spectrum-Software的μCap模型。

采用NCP1200的应用电路

图4提供了一个NCP1200的应用原理图。这个简图显示了一个3.5W电源的设计，该电路只有两个外围元件： V_cc电容(可以低达1μF)和R_sense。在电路中可以控制MOSFET的栅极。由于它的雪崩性能与低漏感变压器的设计相结合，设计工程师不再需要其它电路所用的昂贵的箝位网络。如果出现了输出短路，NCP1200将会安全地锁住电源，直到故障排除才自动恢复到正常状态。

在1W到30W的离线电源应用中，都可采用该IC实现设计。这些应用包括：电池充电器、AC/DC适配器、PC电源、机顶盒等等。根据具体的设计要求，NCP1200可以选择在40kHz、60kHz和100kHz三个不同开关频率上工作。可以从www.onsemi.com/pub/ncp1200获得更详尽的信息。

作者：

Christophe Basso

应用工程师

安森美半导体公司