峰值功率擴充電流模式PWM控制器的特性及應用

　　帶峰值功率擴充的電流模式PWM控制器是安森美半導體新推出的幾款產品，包括NCP1254、NCP1255和NCP1249。NCP1254是無高壓版本，具有頻率抖動、峰值功率擴充、頻率反走、雙OCP、固定故障定時器、內部OPC、通過Vcc或閂鎖引腳提供OVP、雙Vcc 待機期間斷續模式等功能；NCP1255是基于NCP1254的版本，功能包括可調節故障定時器、輸入欠壓（BO）檢測、待機能耗《 30 mW；NCP1249則是NCP1255的高壓版本，功能包括有源X2電容放電、待機能耗《 10 mW。

　　NCP1254/55/49無需使用大型變壓器即可實現峰值功率能力，改進了輕載能效和保護能力，其峰值功率擴充是這樣實現的：當反饋（FB）電壓大于3.2 V時，開關頻率線性增加；當反饋電壓 FB=4.0 V，開關頻率增加為原來頻率的2倍，峰值電流設定值保持不變，見圖4。這種方式允許不用增大變壓器的規格就能輸出更大的功率。

　　圖4：峰值功率擴充的實現

　　這些器件的峰值功率持續時間均由過載定時器決定，峰值功率持續時間可達0.2秒；根據FB電壓，過載定時器有2種工作方式；當檢測到輸出短路時，定時器時間縮小4倍。

　　以下以NCP1249峰值功率擴充高壓啟動定頻控制器為例，介紹這些器件的一些重要功能。NCP1249是專為需要《10mW空載功耗的應用開發的產品。為了實現輸入欠壓保護功能，IC內部集成的輸入欠壓檢測電路采用高阻值電阻分壓（圖5），可減小功率損耗；對噪聲電壓和PCB的泄漏電流有更高的抗干擾性。

　　圖5：IC內部集成了輸入欠壓檢測電路

　　該器件的X2電容有源放電是通過IC的X2檢測引腳和外置的充放電電路協同檢測交流輸入線掉電，并通過檢測X2定時器關斷模式實現的，可有效降低IC的功率消耗。圖6中藍色部分的為避免AC掉電誤觸發，檢測電路采用的100 ms延時電路；綠色是X2電容由高壓啟動電流源放電的部分。

　　圖6：X2電容有源放電

　　NCP1249 A/B 版本的關斷模式單獨采用一個REM引腳，用戶可以控制REM引腳電壓，當VREM 》VREM_off，IC 就進入超低功率消耗的睡眠模式；當VREM 《 VREM_off時，NCP1249恢復正常工作。推薦次級采用NCP4355來控制初級NCP1249的FB電壓和關閉模式，見圖7。

　　圖7：NCP1249 A/B 版本的關斷模式

　　C/D 版本則是REM 引腳與FB 共用一個引腳。。當VFB/REM 《 400 mV，激活關閉模式；反饋和關閉模式的控制只需要1個光耦；在關斷模式下，由于光耦偏置電流的消耗，NCP1249C/D的功率消耗大于NCP1249A/B；推薦次級使用NCP4353/4來控制NCP1249C/D的反饋和關閉模式，見圖8。

　　圖8：NCP1249 C/D 版本的關斷模式

　　安森美半導體的演示板能效顯示，NCP1249平均能效大于 90%，峰值功率擴充表現十分令人滿意，在過載區域35 W持續時間為100 ms；短路區域41 W持續時間為《50 ms。

　　總結

　　NCP124x及NCP4353/4是用于適配器的配套器件，前者集成了帶X電容放電和輸入欠壓保護功能的高壓啟動電路，實現頻率抖動、無損過功率補償、輕載時頻率反走、跳周期及休眠模式等功能。配合NCP4354使用可為AC-DC電源適配器提供極低的空載待機能耗，輕松滿足“能源之星”標準的要求。NCP1254/55/49則是帶峰值功率擴充的電流模式PWM控制器，適用于打印機電源、AC-DC適配器以及游戲主機適配器； 而NCP1240是針對用于英特爾Haswell CPU電腦的適配器同樣它們都提供超低空載待機能耗。