基于NCP1200A的多路反激變換器的研究

2 設(shè)計(jì)特點(diǎn)及注意事項(xiàng)

2.1 動(dòng)態(tài)自供電（DSS）

動(dòng)態(tài)自供電技術(shù)使得所設(shè)計(jì)的反激變換器無需輔助電源繞組，可由高壓直流干線直接供電。DSS的原理基于V_cc大容量電容從一個(gè)低電平到一個(gè)較高電平的充放電。其工作過程如下：

當(dāng)電源接通時(shí)，若V_ccV_ccH，則電流源接通，無脈沖輸出；若V_cc下降且大于V_ccL，電流源關(guān)斷，輸出為脈動(dòng)；若V_cc上升且小于V_ccH，電流源接通，輸出為脈動(dòng)；典型值V_ccH=12V，V_ccL=10V，其工作過程示意圖如圖2所示。

圖2 V_cc電容的充放電示意圖

2.2 跳周期工作模式

由于開關(guān)電源在正常負(fù)載條件下具有良好的效率，而在輸出功率減小時(shí)，其效率將開始下降。NCP1200A內(nèi)嵌跳周期功能，當(dāng)輸出功率需求量減小到給定值以下時(shí)，便自動(dòng)地跳過開關(guān)周期，這是通過監(jiān)視腳FB來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)負(fù)載需求量減小時(shí)，內(nèi)部環(huán)路要求較小的峰值電流，當(dāng)此設(shè)定值達(dá)到確定的電平時(shí)，集成電路將阻止電流繼續(xù)減少，并開始使輸出脈沖出現(xiàn)空白，實(shí)現(xiàn)跳周期模式。當(dāng)FB跳過門限值（默認(rèn)值1.2V）時(shí)，峰值電流不會(huì)超過1V/R_sense。當(dāng)集成電路進(jìn)入跳周期模式時(shí)，峰值電流不會(huì)小于V_pin1/3.3，此時(shí)用戶可以通過改變腳1的電壓值來調(diào)節(jié)跳周期的峰值電流。這樣在空載情況下，NCP1200A的總待機(jī)效率可以很容易達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.3 短路保護(hù)功能

通過持續(xù)監(jiān)視反饋回路，NCP1200A能檢測到出現(xiàn)短路的情況，并立即將輸出功率減小，以對整個(gè)電路進(jìn)行保護(hù)。一旦短路消失，控制器即可恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。因此，對于給定的恒定輸出功率的電源，可以很方便地?cái)嚅_這個(gè)保護(hù)功能。

2.4 軟啟動(dòng)的實(shí)現(xiàn)

V_cc電壓從12V降到10V所需要的時(shí)間決定了系統(tǒng)能否正常啟動(dòng)，由輸出電容充電引起的相應(yīng)瞬態(tài)故障持續(xù)時(shí)間必須小于V_cc電壓從12V降到10V的時(shí)間，否則反饋監(jiān)視回路就會(huì)當(dāng)短路情況處理，使得電源將不能正常啟動(dòng)。V_cc上的電壓和腳6的外接電容值C有關(guān)系。假設(shè)系統(tǒng)達(dá)到額定負(fù)載所需的時(shí)間為6ms，因而V_cc的下降時(shí)間必須大于6ms，此處設(shè)定為10ms。在包括MOSFET驅(qū)動(dòng)的集成電路消耗電流為1.5mA，由式C=i·Δt/ΔV，可得所需電容值的大小。按照此處所設(shè)定的條件可知C=7.5μF，在實(shí)際電路中用C=10μF，以便實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)功能。

2.5 芯片管腳防負(fù)電壓尖峰功能

此芯片可以通過附加外圍電路來防止敏感管腳被負(fù)電壓尖峰損壞。負(fù)的信號(hào)對只有正偏置的控制芯片有很大的損壞，使其不能穩(wěn)定工作。如果由于設(shè)計(jì)不當(dāng)，使得變壓器原邊電感和腳6外接電容發(fā)生諧振，將會(huì)在腳6上產(chǎn)生負(fù)的脈沖，造成芯片損壞。為了有效地防止此情況的發(fā)生，可以采用圖3所示的兩種電路來保護(hù)芯片。

圖3 防止負(fù)壓脈沖電路

2.6 內(nèi)嵌前沿消隱（LEB）功能

一般控制芯片，在一次側(cè)的電流檢測輸入前，必須對檢測到的電流波形進(jìn)行低通濾波處理，以防止由于開關(guān)管的開關(guān)尖峰所引起的瞬態(tài)過流現(xiàn)象。NCP1200A內(nèi)部具有250ns的前沿消隱電路，從而無須外加低通濾波網(wǎng)絡(luò)對檢測的電流進(jìn)行處理，使得電路設(shè)計(jì)更加簡單。