Onsemi NCP1397A/B、NCV1397A/B高性能諧振模式控制器：特性、應(yīng)用與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在電子電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域，諧振模式控制器對(duì)于構(gòu)建高效、可靠的電源系統(tǒng)至關(guān)重要。Onsemi的NCP1397A/B、NCV1397A/B就是這樣一款高性能的諧振模式控制器，它具有諸多出色的特性和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。

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一、產(chǎn)品概述

NCP1397可用于半橋諧振拓?fù)?，如串?lián)諧振、并聯(lián)諧振和LLC諧振轉(zhuǎn)換器。它集成了600V柵極驅(qū)動(dòng)器，簡(jiǎn)化了布局并減少了外部元件數(shù)量。其獨(dú)特的架構(gòu)包含一個(gè)500kHz的壓控振蕩器（VCO），在需要“或”功能時(shí)，控制模式具有靈活性，能為構(gòu)建可靠耐用的諧振模式電源提供所需的一切。

二、產(chǎn)品特性

（一）高頻操作

工作頻率范圍為50kHz至500kHz，能滿足不同應(yīng)用對(duì)頻率的需求。

（二）高電壓驅(qū)動(dòng)

集成600V高壓浮動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，適用于多種高壓應(yīng)用場(chǎng)景。

（三）頻率可調(diào)

可調(diào)節(jié)最小開(kāi)關(guān)頻率，精度達(dá)±3%；還能調(diào)節(jié)死區(qū)時(shí)間，范圍從100ns到2μs。

（四）軟啟動(dòng)功能

通過(guò)外部可調(diào)軟啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)序列，能有效避免電源啟動(dòng)時(shí)的沖擊。

（五）保護(hù)特性

具備多種保護(hù)功能，如自動(dòng)恢復(fù)或故障鎖存、欠壓保護(hù)、光耦開(kāi)路保護(hù)、軟啟動(dòng)和短路保護(hù)等。

（六）其他特性

低啟動(dòng)電流（300μA）、1A/0.5A峰值電流吸收/源驅(qū)動(dòng)能力、可選擇共集電極或共發(fā)射極光耦連接等。

三、引腳功能

四、電氣特性

（一）電源部分

包括VCC導(dǎo)通閾值、最小工作電壓、浮動(dòng)部分啟動(dòng)電壓和截止電壓等參數(shù)。

（二）壓控振蕩器（VCO）

最小開(kāi)關(guān)頻率、最大開(kāi)關(guān)頻率、反饋引腳擺動(dòng)等參數(shù)決定了振蕩器的性能。

（三）反饋部分

內(nèi)部下拉電阻、反饋引腳最小電壓、反饋故障電壓等參數(shù)影響反饋控制。

（四）驅(qū)動(dòng)輸出

輸出電壓上升時(shí)間、下降時(shí)間、源電阻、灌電阻、死區(qū)時(shí)間等參數(shù)體現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)能力。

（五）定時(shí)器

定時(shí)器電容充電電流、定時(shí)器持續(xù)時(shí)間、定時(shí)器復(fù)位電壓等參數(shù)與故障處理相關(guān)。

（六）保護(hù)

參考電壓、滯后、傳播延遲、欠壓輸入偏置電流等參數(shù)確保了保護(hù)功能的有效性。

五、典型應(yīng)用

（一）平板顯示電源轉(zhuǎn)換器

為平板顯示器提供穩(wěn)定的電源。

（二）筆記本電腦高功率AC - DC適配器

滿足筆記本電腦的高功率需求。

（三）計(jì)算電源

為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供可靠的電源。

（四）工業(yè)和醫(yī)療電源

適用于工業(yè)和醫(yī)療設(shè)備的電源需求。

（五）離線電池充電器

為電池充電提供合適的電源。

六、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）電壓控制振蕩器（VCO）

VCO部分采用高速電路，工作頻率范圍為100kHz至1MHz，最終有效信號(hào)在50kHz至500kHz之間。設(shè)計(jì)師需要編程最大和最小開(kāi)關(guān)頻率，通過(guò)連接電阻到相應(yīng)引腳來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，為了檢測(cè)故障，在反饋引腳電壓無(wú)法在可編程定時(shí)器規(guī)定時(shí)間內(nèi)上升到0.3V以上時(shí)，可檢測(cè)到故障。

（二）ORing能力和光耦連接配置

FB引腳可方便地添加其他掃描環(huán)路，實(shí)現(xiàn)頻率變化。VCO配置還提供了將光耦直接連接到Rt引腳的方式，實(shí)現(xiàn)“共發(fā)射極”配置，但需注意保持FB引腳電壓在0.3V至1V之間，否則會(huì)檢測(cè)到FB故障。

（三）死區(qū)時(shí)間控制

在半橋配置中，死區(qū)時(shí)間控制至關(guān)重要。通過(guò)連接電阻到地，控制振蕩器放電電流，從而調(diào)整死區(qū)時(shí)間，范圍在100ns至2μs之間。

（四）軟啟動(dòng)序列

軟啟動(dòng)可避免在諧振電路中突然施加全電流。軟啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間可通過(guò)外部元件完全調(diào)節(jié)，軟啟動(dòng)引腳用于在IC重啟和故障檢測(cè)時(shí)放電軟啟動(dòng)電容。

（五）欠壓保護(hù)

欠壓保護(hù)電路可保護(hù)諧振轉(zhuǎn)換器免受低直流輸入電壓的影響。通過(guò)電阻分壓器將高壓軌的一部分引入引腳5，根據(jù)內(nèi)部電路的不同狀態(tài)，可選擇開(kāi)啟和關(guān)閉電平。

（六）鎖存保護(hù)

在過(guò)壓或過(guò)溫等情況下，可通過(guò)在BO引腳添加比較器，將該引腳電壓提升到V latch以上，永久禁用脈沖，需將VCC降至6.5V以下才能重置控制器。

（七）保護(hù)電路

Fault輸入用于檢測(cè)初級(jí)過(guò)流情況，保護(hù)功率級(jí)。當(dāng)Fault輸入電壓超過(guò)1.04V閾值時(shí)，外部定時(shí)器電容開(kāi)始充電，同時(shí)激活軟啟動(dòng)放電開(kāi)關(guān)。在嚴(yán)重過(guò)載情況下，NCP1397B的額外比較器可永久鎖存應(yīng)用，NCP1397A則可加快故障定時(shí)器電容充電速度。

（八）Skip/Disable

Skip/Disable輸入不受延遲影響，電壓超過(guò)0.66V時(shí)，所有脈沖關(guān)閉。通過(guò)電阻分壓器觀察反饋引腳，可實(shí)現(xiàn)跳過(guò)周期操作。

（九）啟動(dòng)行為

當(dāng)VCC電壓上升到VCC(on)水平時(shí)，輸出Mlower先變高，然后輸出Mupper。軟啟動(dòng)電容確保頻率平滑下降到編程的最小值或?qū)?yīng)于工作點(diǎn)的值。

七、總結(jié)

Onsemi的NCP1397A/B、NCV1397A/B高性能諧振模式控制器具有豐富的特性和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。在設(shè)計(jì)電源系統(tǒng)時(shí)，電子工程師需要充分了解其引腳功能、電氣特性和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以確保電源系統(tǒng)的高效、可靠運(yùn)行。你在使用這款控制器時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。