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NCP1377, NCP1377B 北京星原丰泰电子有限公司 20120705 1/17 NCP1377, NCP1377B 电流型自由振荡电流型自由振荡 准谐振准谐振 PWM 控制器控制器 NCP1377 包含一个准确的电流模式调制器和 一个去磁检测器以保证临界电流模式， 在任何负 载和输入电压都能使开关管在最低漏极电压导 通（准谐振） 由于其固有的跳频模式，当功率 低于设定值， 控制器将工作在打嗝模式 这时电 流峰值较低，不会有可闻噪声对于 NCP1377， 内部的 8uS 定时器限制其自由振荡频率不会高 于 100KHz （低于 CISPR-22 关于 EMI 测试的频 率起点 150KHz） NCP1377B 为用户对跳频模式提 供更多选择，它内部定时器减小至 3uS，允许最 高工作频率 300KHz 变压器的去磁检测是通过一个辅助绕组连接 到一个专用的引脚，它同时提供快速过压保护 （OVP） 一旦 OVP 被触发，控制器将锁死 NCP1377 的过压检测延时为 4.5uS，NCP1377B 为 1.5uS NCP1377 另一个有效的保护特性是当出现过 流时关闭输出脉冲进入安全打嗝模式， 并尝试重 启。

当故障排除，系统将自动恢复关键的 1mS 软启动消除了传统的启动应力 特性特性 ·自由振荡临界模式准谐振工作 ·过压保护锁死 ·短路保护自动恢复 ·可由扩展温度保护信号触发锁死 ·可调整跳频的电流模式 ·内置 1mS 软启动 ·内置温度保护 ·内置前沿消隐 ·峰值 500mA 拉/灌电流能力 ·12.5V 开启和最小 7.5V 的欠压关闭 ·直接连接光耦 ·SPICE 模型可供传输特性仿真 ·内置最小关断时间 Toff ·符合无铅无卤无溴的 ROHS 指令 应用范围应用范围 ·笔记本 AC/DC 适配器 ·离线电池充电器 ·消费电器（DVD，机顶盒，电视机等等） ·辅助电源（USB，家用电器，电视机等等） NCP1377, NCP1377B 北京星原丰泰电子有限公司 20120705 2/17 引脚功能描述引脚功能描述 脚 符号 功能 描述 1 DMG 去磁检测器和过压保护 此引脚连接一个辅助的回扫信号确保电流的不连续并提 供一个 7.2V 的过压保护点 2 FB 峰值电流设置 此引脚连接反馈光耦 电流峰值将按照输出能量的需求调 整当此引脚电压低于跳频设置电压，芯片将停止工作 3 CS 电流检测和设置跳频电压 此引脚经过一个串联电阻和前沿消隐电路连接到内部比 较器检测原边电流。

你可以设置进入跳频工作的阈值电 压 4 GND 地 5 DRV 驱动脉冲 此引脚驱动外接的 MOSFET 6 VCC 芯片电源 此引脚外接一个大的储能电容，典型为 10uF 7 NC 空脚 这个空的引脚保证了足够的漏电距离 8 HV 高压 此引脚连接到输入高电压， 此引脚向 VCC 外接的储能电容 注入一个恒定的电流并确保完成启动后不再消耗功率 NCP1377, NCP1377B 北京星原丰泰电子有限公司 20120705 3/17 NCP1377, NCP1377B 北京星原丰泰电子有限公司 20120705 4/17 NCP1377, NCP1377B 北京星原丰泰电子有限公司 20120705 5/17 NCP1377, NCP1377B 北京星原丰泰电子有限公司 20120705 6/17 NCP1377, NCP1377B 北京星原丰泰电子有限公司 20120705 7/17 应用信息介绍应用信息介绍 NCP1377 实现了一个标准的电流模式结构其 中开关管切断时间取决于峰值电流设定点， 而去 磁检测则触发了开关管导通 这个器件成为注重 少量元器件产品的理想候选者，特别是 AC/DC 适配器，消费电器，辅助电源等等。

由于它高性 能的高压技术，NCP1377 包含了构建一个坚固、 可靠的开关电源所有必须的部分和特性 · 变压器去磁检测： 确保任何时候都工作在临界 电流模式 这样几乎没有开关管开通时的开关损 耗和副边二极管的的恢复损耗 这个变换器始终 处在一阶系统，因此也简化了反馈环路的设计 ·准谐振工作：通过拖延开关管开通时间，有可 能在漏源波形的最小电压处使开关管再次导通， 这确保减少 EMI/视频噪声干扰在额定功率条 件下，NCP1377 工作在边缘模式（BCM）也称为 临界模式 · 欠压关闭： 当芯片供电电压降到 VCCoff 以下， 脉冲停止， 芯片耗电降到几百个微安 当芯片供 电电压降到 latchoff 范围（典型 5.6V） ，启动 电流源被再次激活，使芯片供电电压回到 VCCon （典型 12.5V） ，芯片试图重启 ·过压保护（OVP） ：通过对去磁检测绕组稳定后 的电压检测， 当 NCP1377 检测到过压情况便会进 入锁死状态 控制器完全停留在锁死状态， 直到 芯片供电电压降到 4V 以下比如用户拔下电源 插头再重新插上 · 外接锁死启动： 可将一个高于内部设定的电压 强制加到 OVP，使芯片锁死。

比如一个来自温度 传感器的信号 · 可调整的跳频设置电压： 通过设置适合的电平， 设计人员可以确保跳频模式仅发生在峰值电流 较低时 这保证了使用廉价变压器也不会产生噪 音轻载时开关频率将达到固定的最高频率 ·过流保护（OCP） ：当过载引起辅助跌落时， NCP1377 将进入打嗝模式像前面介绍的那样， 当芯片供电电压降到 VCCoff 以下，所有脉冲停 止， 芯片进入低功耗状态， 以避免任何致命的发 热 通过检测芯片供电电压开启和关闭内部电流 源， 形成打嗝模式不断尝试重新启动 当故障排 除，系统将自动恢复否则继续打嗝模式 启动时序：启动时序： 当首次上电，内部电流源（典型 4mA）向 VCC 外接的电容充电当电容电压达到 VCCon（典型 12.5V） ， 电流源被关闭不再消耗能量 这是仅有 VCC 储能电容向控制器供电，在电容电压降到 VCCoff 之前辅助绕组应能正常建立维持控制器 工作图 16 为内部示意图 NCP1377, NCP1377B 北京星原丰泰电子有限公司 20120705 8/17 一旦供电正常，芯片工作电压需限制在 16V 以下， 这是 6 脚电压的最大值 图 17 是 NCP1377 典型的启动时序，VCC 最终稳定在 12.5V。

跳频模式跳频模式 当输出功率低于设定值，NCP1377 将自动进入 跳频模式这是靠监视 FB 电压实现的正常工 作时 2 脚强制电流峰值随负载变化当负载变 轻， 电流峰值也变小 当电流峰值降到跳频设定 电压， 控制器不是使电流继续减小， 而是关闭输 出脉冲，形成一段空白这被称为跳频模式，或 突发模式这时输出功率取决于脉冲串的宽度 图 18 为跳频示意图 它遵循下面的公式： Pout=0.5*Lp*Ip^2*Fsw*Dburst 其中：Lp 为变压器原边电感量；Ip 为跳频时 峰值电流；Fsw 为脉冲串内部的开关频率； Dburst 为脉冲串宽度与脉冲串周期的占空比 跳频设定电压是由电流检测部分与芯片的电 流检测引脚之间串联的电阻实现的当 NCP1377 驱动每次为低电平输出时， 一个 200uA 的电流源 从芯片的电流检测引脚流出 当驱动信号为高电 平时电流源关闭， 电流检测电路正常工作 当驱 动信号为低电平时， 200uA电流源由Rskip到地， 形成一个参考电压如果这个电压比反馈电压 低， 那么电流检测比较器输出仍为低电平， 内部 锁存触发器将在下一个周期被再次触发 如果因 为轻载， 反馈电压比 Rskip 电压低， 那么电流检 测比较器将使锁存触发器一直处于复位， 并忽略 掉下一个周期（来自去磁检测） 。

一旦反馈电压再次出现，会有两种可能：1. 一个新的较小的去磁检测信号触发下一个周期 2.输出功率很小，开关管波形没有更多振铃， 无法使去磁检测电路触发下一个周期 仅靠电流 检测比较器独自启动一个新的周期 图 20 描述了这两种不同的状态 NCP1377, NCP1377B 北京星原丰泰电子有限公司 20120705 9/17 通常使用光耦，既能将反馈信号引至 FB 脚， 同时又满足必须的隔离 光耦自身的特性限制了 跳频设定电压的最小值它不能拉动 FB 电压比 光耦输出晶体管的 Vce（sat）更低，通常约 150mV再考虑到温度和工艺等因素，不建议跳 频设定电压低于 250mV这对应 Rskip 的最小值 是 420ohm 150mV 比通常的用法要低得多 （它设 置了进入跳频模式时的电流峰值是最大电流峰 值的 5%） 如果必须使用很低的跳频设定电压， 那么就要 注意选择一个 Vce（sat）低于跳频设定电压的 光耦并留有一定余量 去磁检测去磁检测 去磁检测是通过监视辅助绕组的电压变化实 现的 这个电压的极性是回扫的 典型的检测电 平是固定的 50mV图 21 为示意图 NCP1377, NCP1377B 北京星原丰泰电子有限公司 20120705 10/17 NCP1377一个内部的8uS定时器可以防止在驱 动信号低电平时出现任何重启，NCP1377B 为 3uS 。

这 防 止 了 开 关 频 率 不 会 超 过 （1/Ton+Tblank） ，但仍要注意避免在开关管关 断期间由于变压器漏感引起的误动作 在某些案 例， 漏感会造成很大的反冲能量， 仍有必要采取 轻微的滤波措施 NCP1377 去磁检测引脚内部的详细元件布置 见图 22.在这个图中，齐纳二极管网络保护可能 出现在芯片引脚的任何潜在静电放电第一个 ESD 二极管直接接到引脚，并呈现一定的寄生电 容这个寄生电容（典型 10PF）与 Rdem 配合形 成的延时可以使开关管在恰当的电压振铃处导 通这保证了准谐振工作模式并获得低 EMI，没 有开关管开通时的开关损耗等优点Rdem 可以 根据 1 脚的极限电流+3mA/-2mA 计算假设在开 关管导通期间辅助绕组电压-30V（最大值） ，那 么 Rdem 的最小值为（-30+0.7）/3≈10Kohm考 虑到适当的延时以及对漏感能量的滤波， 这个值 将会更大 图 23 为额定输出功率下的 Vdc 示意图 过压保护过压保护 过压保护检测回扫期间辅助绕组稳定后的电 压 NCP1377 的过压检测延时为 4.5uS， NCP1377B 为 1.5uS。

这个延时保证 OVP 检测到的是由于漏感产生 的电压振铃已经衰减完了的干净稳定的电压 如 果没有这个延时， 设计人员就要在变压器原边增 加一个小的 RC 缓冲器 图 24 为辅助绕组检测示意图 当 NCP1377 检测到过压情况便会进入锁死状 态并停止开关状态但是控制器在锁死状态时， 内部电流源仍然有效，它使芯片供电电压在 12.5V 与 5.6V 之间不断摆动这个状态会持续 到芯片供电电压降到 4V 以下比如用户拔下电 源插头 OVP 比较器一端连接 5V 参考电压，并由 1 脚 经过 1.44 倍的分压网络连接至另一端因此， 当 1 脚电压达到 7.2V 时，OVP 比较器被触发 因此为了获得适当的过压保护点， 可以通过调整 原边和辅助绕组的匝比来匹配 7.2V，或在 1 脚 与地之间插入适当的电阻 锁死锁死 NCP1377 在某些情况下， 可以非常方便的以外部信号永 久关闭 NCP1377比如一个来自温度传感器的信 号见图 25 只有用户拔下电源插头才能复位解除锁死 也 可以用一个简单的 PNP 晶体管实现由外部信号 触发锁死状态见图 26 NCP1377, NCP1377B 北京星原丰泰电子有限公司 20120705 11/17 关闭关闭 NCP1377 通过一个 NPN 晶体管可以很简单的实现 NCP1377 的关闭。

见图 27当输入低电平，晶体 管截止当输入高。