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笔记本电脑的应用非常广泛且市场规模持续快速增长相应地笔记本电脑电源适配器的市场也非常可观用户往往要求高性能小尺寸或低重量的笔记本同时价格适宜对于电源适配器设计人员而言就要选择适合的控制器用于开发高能效集成丰富保护特性尺寸小巧的适配器 有利的是安森美半导体推出了新的NCP/NCP固定频率引脚脉宽调制（PWM）反激控制器极佳地满足设计人员的需求使他们能够开发高性能高功率密度的电源转换器用于笔记本/上网本电源适配器并可用于DVD或机顶盒（STB）的低功率开放式电源等应用 笔记本电脑电源适配器要求 从大多数用户的使用情况来看笔记本电脑有相当的时间内会处在轻载或待机条件下与提高%%%或%负载条件下的能效相比降低极低负载条件甚至是待机条件下的能耗及提升能效更具挑战性这就要求电源控制器具备极佳的轻载或待机能耗性能 此外用于笔记本的ACDC适配器也要求具备以下几种保护特性 短路保护（SCP）必须能够承受输出持续短路而不会损坏当故障消失时适配器必须 能够从保护模式下恢复并重新提供额定功率 过压保护（OVP）在环路被破坏的情况下如光耦合器损坏或TL分压网络受到影 响适配器必须立即停止工作并在用户重新启动适配器前保持在此状态 过温保护（OTP）如果适配器的温度超过某个温度值适配器就存在损坏的风险为了避免出现这种情况就需要使用热传感器来持续监测温度并在温度超过设计人员设定的限制值的情况下适配器就持续关闭当用户重新启动电源且温度下降时适配器复位 过功率保护（OPP）对某些电源而言重要的是在最坏条件下如负载消耗的电流过大最大输出电流保持在受控状态而不会实际出现短路 NCP/关键特性及功能解析 NCP/是采用极小的引脚TSOP封装的固定频率PWM控制器除了尺寸极小还提供即便是其它更高端控制器可能都不具备的众多优势在最简单的应用（个功能引脚）中NCP/非常合适于设计紧凑保护功能减至最少的离线电源由于还有第个多功能引脚可用（见图）还能用于更高水准应用驱动笔记本或上网本的ACDC适配器而诸如非耗散性过功率保护等独特功能使NCP/成为高性能高密度应用的极佳选择 图NCP典型应用示例 NCP/采用峰值电流模式控制工作在转换器提供额定功率时以固定频率（ kHz或 kHz）开关NCP/具有频率反走功能当功率下降至额定值的约%时频率通常就呈线性下降至 kHz这时负载变得更轻当频率下降完成时器件就进入跳周期模式这个功能使电源适配器在完整负载范围下都能提供高能效满足注重能效性能特别是输出负载较低时能效性能的设计人员的需求值得一提的是NCP/即使在频率反走模式下工作时仍然保持低频率抖动从而帮助自然地弱化电磁干扰（EMI）信号即使是在转换器并未提供满额输出功率时 NCP/提供几乎所有必要的保护功能极佳地满足上述ACDC适配器要求NCP与NCP的唯一区别是NCP在Vcc引脚上提供集成OVP功能而NCP并不在Vcc引脚上提供OVP功能下面我们将具体讨论NCP/的各项保护功能及其应用 ） 短路保护 NCP/通过监测引脚上的电流感测信号来确保提供短路保护如果监测到的最大峰值电流超过最大内部电流设定点（ V/Rsense）时内置的 ms定时器就启动如果电流感测信号下降到最大内部电流设定点以下定时器就复位如果定时器的 ms计时周期完成表示故障已存在超过 ms所有驱动脉沖立即停止控制器的电流消耗降至约 mA值得一提的是NCP和NCP均包含A版本和B版本其中A为自动恢复版本即 ms后自动恢复而B为完全闩锁版本 ） 过功率保护 在应用过功率保护方面传统技术属于耗散型OPP因为在待机时OPP电路仍然工作使适配器的轻载及待机能效性能受到影响NCP/使用独特的非耗散型OPP方案仅要求使用颗电阻对轻载能效性能没有影响 图NCP/应用非耗散型OPP对轻载性能没有影响 ） 过压保护 如图所示电路中的光耦合器断路或TL分压器网络遭受严重漂移影响（或其某个电阻丢失或出现错误值）时输出电压就可能超出规定的限制值这就是过压条件大多数情况下过压条件可能对下行负载有害适配器这时必须完全关断NCP/在OPP引脚上也集成了 V参考比较器这比较器可用于多种功能如OVP如果这OPP引脚电压连续四次超过 V就使控制器IC闩锁保护 此外如上所述NCP不同于NCP的是在Vcc引脚上还提供集成OVP功能一旦Vcc超过 V就闩锁使控制器受到保护 ） 过温保护 在众多设计中必须保护适配器免受热失控（如适配器壳体内温度超过特定值）影响我们可以通过跟齐纳二极管（D）串联一个负温度系数（NTC）电阻（R）来应用简单的OTP（如图所示）当温度升高时NTC电阻开始下降并升高引脚的电压当引脚的电压电平达到 V时器件就简单地闩锁并要求复位然后重启 图利用OPP网络简单地应用OTP 采用NCP设计 W适配器示例 安森美半导体基于NCP控制器设计了 V/ W演示电路板此设计中额定输出电流为 A并提供过功率保护（ A@ Vac A@ Vac）过温保护及Vcc引脚上过压保护参见图 （a）及（b） 图(a)基于NCP的 V/ W适配器电路图 图(b)基于NCP的 W电源适配器演示电路板 有关此 W演示电路板的具体设计包括元件选择及相关计算参见参考资料除了此 W演示板安森美半导体还提供 V/ A输出的 W演示板同样提供过功率保护过温保护及VCC引脚上过压保护功能 能效测试结果 W演示电路板（含 m长线缆）在%%%及%等常见负载条件下均呈现出较高的能效（见表）如在 Vrms条件下的平均能效高达%此外这演示电路板在空载时的能效性能也极佳仅消耗 mW的功率而由于频率反走技术及跳周期模式的使用轻载能效也极佳如在 Vrms条件下输出 W W及 W功率时的输入功率分别仅为 W W和 W 表基于NCP的 W演电源适配器演示板能效测试结果 W演示电路板在 Vrms和 Vrms条件下测得的平均能效分别为%和%（针对的是负载施加在电路板连接器的情况） Vrms和 Vrms条件空载输入功率分别为 mW和 mW同样提供高能效和低能耗 总结 NCP/集成了应用高密度电源适配器所需的关键特性如非耗散型过功率保护能够应用过温保护小封装（TSOP）及Vcc引脚过压保护（OVP）（仅NCP）等NCP/在提供高工作能效的同时通过采用频率反走技术及跳周期模式在轻载或待机模式下的能耗极低从而能够在完整负载范围内提供高能效此外NCP/采用频率抖动技术即使是在频率反走期间也将EMI降至最低从而提供极佳的EMI性能基于NCP的 W适配器演示电路板测试证实明了这器件在完整负载范围下的高能效性能客户利用NCP/控制器可以开发出用于笔记本电脑或上网本的高性能适配器 |
