筆記本AC電源適配器設(shè)計(jì)方案

筆記本電腦的應(yīng)用非常廣泛，且市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)快速增長(zhǎng)。相應(yīng)地，筆記本電腦電源適配器的市場(chǎng)也非?？捎^。用戶往往要求高性能、小尺寸或低重量的筆記本，同時(shí)價(jià)格適宜。對(duì)于電源適配器設(shè)計(jì)人員而言，就要選擇適合的控制器，用于開(kāi)發(fā)高能效、集成豐富保護(hù)特性、尺寸小巧的適配器。

　　有利的是，安森美半導(dǎo)體推出了新的NCP1250/NCP1251固定頻率6引腳脈寬調(diào)制(PWM)反激控制器，極佳地滿足設(shè)計(jì)人員的需求，使他們能夠開(kāi)發(fā)高性能、高功率密度的電源轉(zhuǎn)換器，用于筆記本/上網(wǎng)本電源適配器，并可用于DVD或機(jī)頂盒(STB)的低功率開(kāi)放式電源等應(yīng)用。

　　筆記本電腦電源適配器要求

　　從大多數(shù)用戶的使用情況來(lái)看，筆記本電腦有相當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)會(huì)處在輕載或待機(jī)條件下。與提高25%、50%、75%或100%負(fù)載條件下的能效相比，降低極低負(fù)載條件甚至是待機(jī)條件下的能耗及提升能效更具挑戰(zhàn)性。這就要求電源控制器具備極佳的輕載或待機(jī)能耗性能。

　　此外，用于筆記本的AC-DC適配器也要求具備以下幾種保護(hù)特性：

　　.短路保護(hù)

　　(SCP)：必須能夠承受輸出持續(xù)短路而不會(huì)損壞。當(dāng)故障消失時(shí)，適配器必須 能夠從保護(hù)模式下恢復(fù)，并重新提供額定功率。

　　.過(guò)壓保護(hù)(OVP)：在環(huán)路被破壞的情況下，如光耦合器損壞或TL431分壓網(wǎng)絡(luò)受到影 響，適配器必須立即停止工作，并在用戶重新啟動(dòng)適配器前保持在此狀態(tài)。

　　.過(guò)溫保護(hù)(OTP)：如果適配器的溫度超過(guò)某個(gè)溫度值，適配器就存在損壞的風(fēng)險(xiǎn)。為了避免出現(xiàn)這種情況，就需要使用熱傳感器來(lái)持續(xù)監(jiān)測(cè)溫度，并在溫度超過(guò)設(shè)計(jì)人員設(shè)定的限制值的情況下，適配器就持續(xù)關(guān)閉。當(dāng)用戶重新啟動(dòng)電源且溫度下降時(shí)，適配器復(fù)位。

　　.過(guò)功率保護(hù)(OPP)：對(duì)某些電源而言，重要的是在最壞條件下——如負(fù)載消耗的電流過(guò)大，最大輸出電流保持在受控狀態(tài)，而不會(huì)實(shí)際出現(xiàn)短路。

　　NCP1250/1關(guān)鍵特性及功能解析

　　NCP1250/1是采用極小的6引腳TSOP封裝的固定頻率PWM控制器。除了尺寸極小，還提供即便是其它更高端控制器可能都不具備的眾多優(yōu)勢(shì)。在最簡(jiǎn)單的應(yīng)用(5個(gè)功能引腳)中，NCP1250/1非常合適于設(shè)計(jì)緊湊、保護(hù)功能減至最少的離線電源。由于還有第6個(gè)多功能引腳可用(見(jiàn)圖1)，還能用于更高水準(zhǔn)應(yīng)用，驅(qū)動(dòng)筆記本或上網(wǎng)本的AC-DC適配器。而諸如非耗散性過(guò)功率保護(hù)等獨(dú)特功能，使NCP1250/1成為高性能、高密度應(yīng)用的極佳選擇。

　　圖1：NCP1250典型應(yīng)用示例。

　　NCP1250/1采用峰值電流模式控制工作，在轉(zhuǎn)換器提供額定功率時(shí)以固定頻率(65 kHz或100 kHz)開(kāi)關(guān)。NCP1250/1具有頻率反走功能，當(dāng)功率下降至額定值的約20%時(shí)，頻率通常就呈線性下降至26 kHz，這時(shí)負(fù)載變得更輕。當(dāng)頻率下降完成時(shí)，器件就進(jìn)入跳周期模式。這個(gè)功能使電源適配器在完整負(fù)載范圍下都能提供高能效，滿足注重能效性能特別是輸出負(fù)載較低時(shí)能效性能的設(shè)計(jì)人員的需求。值得一提的是，NCP1250/1即使在頻率反走模式下工作時(shí)，仍然保持低頻率抖動(dòng)，從而幫助自然地弱化電磁干擾(EMI)信號(hào)，即使是在轉(zhuǎn)換器并未提供滿額輸出功率時(shí)。NCP1250/1提供幾乎所有必要的保護(hù)功能，極佳地滿足上述AC-DC適配器要求。NCP1250與NCP1251的唯一區(qū)別是NCP1251在Vcc引腳上提供集成OVP功能，而NCP1250并不在Vcc引腳上提供OVP功能。下面我們將具體討論NCP1250/1的各項(xiàng)保護(hù)功能及其應(yīng)用。

　　1) 短路保護(hù)

　　NCP1250/1通過(guò)監(jiān)測(cè)引腳4上的電流感測(cè)信號(hào)來(lái)確保提供短路保護(hù)。如果監(jiān)測(cè)到的最大峰值電流超過(guò)最大內(nèi)部電流設(shè)定點(diǎn)(0.8 V/Rsense)時(shí)，內(nèi)置的100 ms定時(shí)器就啟動(dòng)。如果電流感測(cè)信號(hào)下降到最大內(nèi)部電流設(shè)定點(diǎn)以下，定時(shí)器就復(fù)位。如果定時(shí)器的100 ms計(jì)時(shí)周期完成，表示故障已存在超過(guò)100 ms，所有驅(qū)動(dòng)脈沖立即停止，控制器的電流消耗降至約1 mA。值得一提的是，NCP1250和NCP1251均包含A版本和B版本，其中A為自動(dòng)恢復(fù)版本，即100 ms后自動(dòng)恢復(fù)，而B(niǎo)為完全閂鎖版本。

　　2) 過(guò)功率保護(hù)

　　在應(yīng)用過(guò)功率保護(hù)方面，傳統(tǒng)技術(shù)屬于耗散型OPP，因?yàn)樵诖龣C(jī)時(shí)OPP電路仍然工作，使適配器的輕載及待機(jī)能效性能受到影響。NCP1250/1使用獨(dú)特的非耗散型OPP方案，僅要求使用2顆電阻，對(duì)輕載能效性能沒(méi)有影響。

　　圖2：NCP1250/1應(yīng)用非耗散型OPP，對(duì)輕載性能沒(méi)有影響。