深入解析Onsemi NCP107xuz系列離線開關(guān)器：特性、應(yīng)用與設(shè)計要點

在電源設(shè)計領(lǐng)域，一款性能卓越且功能豐富的開關(guān)器對于實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的電源供應(yīng)至關(guān)重要。Onsemi的NCP1075A/B、NCP1076A/B、NCP1077A/B、NCP1079A/B系列離線開關(guān)器便是這樣一款值得深入探究的產(chǎn)品。今天，我們就來詳細(xì)了解一下這款開關(guān)器的特性、應(yīng)用場景以及設(shè)計過程中的關(guān)鍵要點。

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產(chǎn)品概述

NCP107xuz系列產(chǎn)品將固定頻率電流模式控制器與700V MOSFET集成在一起，采用常見的PDIP - 7封裝的兩種不同引腳排列。這種高度集成的設(shè)計，使得該系列產(chǎn)品具備了眾多實用的功能，如軟啟動、頻率抖動、短路保護、跳周期、最大峰值電流設(shè)定點、斜坡補償以及動態(tài)自供電（DSS）等，無需輔助繞組，大大簡化了電源設(shè)計。

產(chǎn)品特性亮點

1. 內(nèi)置700V MOSFET

不同型號的產(chǎn)品具有不同的 (R_{DS(ON)}) 值，如NCP1075uz為13.5Ω，NCP1076uz/77uz為4.8Ω，NCP1079uz為2.9Ω。這使得設(shè)計師能夠根據(jù)具體的功率需求選擇合適的型號，構(gòu)建功率高達(dá)28W的通用電源。

2. 大爬電距離

高壓引腳之間具有較大的爬電距離，提高了產(chǎn)品的安全性和可靠性。

3. 固定頻率電流模式操作

提供65kHz、100kHz和130kHz三種可選頻率，滿足不同應(yīng)用場景的需求。

4. 多種保護功能

• 短路保護：通過持續(xù)監(jiān)測反饋線活動，能夠及時檢測到短路情況，并立即降低輸出功率，實現(xiàn)系統(tǒng)的全面保護。
• 過壓保護：具備自動恢復(fù)功能，當(dāng)VCC電壓超過設(shè)定值時，控制器會立即停止開關(guān)操作，并在一段時間后嘗試重新啟動。
• 欠壓保護和交流線路過壓保護：BO/AC_OVP引腳可監(jiān)測輸入電壓，確保應(yīng)用僅在設(shè)計的電壓范圍內(nèi)工作。
• 過功率保護：根據(jù)輸入電壓調(diào)整最大電流，避免輸出功率過大。

  5. 高效輕載性能

• 頻率折返：當(dāng)輸出功率需求減小時，IC會自動進入頻率折返模式，降低開關(guān)頻率，提高輕載效率。
• 跳周期操作：在輕載條件下，通過跳過不必要的開關(guān)周期，大幅降低功耗。

  6. 其他特性

• 頻率抖動：有助于改善電磁干擾（EMI）特性，使電源在工作過程中更加安靜。
• 10ms軟啟動：確保啟動過程平穩(wěn)，減少輸出過沖。

典型應(yīng)用場景

該系列產(chǎn)品適用于多種應(yīng)用場景，包括輔助/備用隔離電源、主要家用電器電源、功率計開關(guān)電源以及寬輸入工業(yè)開關(guān)電源等。

引腳功能與產(chǎn)品信息

引腳連接與功能

NCP107xA采用PDIP - 7封裝，各引腳功能明確。例如，VCC為IC供電引腳，BO/AC_OVP用于欠壓/交流線路過壓保護，F(xiàn)B為反饋信號輸入引腳等。

產(chǎn)品信息與最大輸出功率

不同型號的產(chǎn)品在 (R{DS(ON)}) 、 (I{PK}) 以及不同輸入電壓下的最大輸出功率有所不同。例如，NCP1075uz在230Vrms ± 15%的條件下，適配器模式的最大輸出功率為8.5W，開放框架模式為14W；在85 - 265Vrms條件下，適配器模式為6W，開放框架模式為10W。

設(shè)計要點與注意事項

啟動序列

當(dāng)電源首次通電時，內(nèi)部電流源會對VCC電容充電。當(dāng)VCC電壓達(dá)到 (V{CC(ON)}) 水平時，電流源關(guān)閉，電路開始工作。在工作過程中，VCC電壓會下降，當(dāng)?shù)陀?(V{CC(MIN)}) 時，內(nèi)部電流源會再次啟動，形成一個充電/放電循環(huán)。

故障處理

• VCC短路故障：控制器采用兩級啟動電流 (I{start1}) 和 (I{start2}) ，在VCC短路時，可降低功耗，避免過熱。
• 輸出短路故障：當(dāng)檢測到輸出短路時，控制器會進入安全的自動恢復(fù)突發(fā)模式，等待故障消失后恢復(fù)正常工作。
• 過壓保護：當(dāng)輔助繞組提供的電壓過高時，控制器會停止開關(guān)操作，經(jīng)過一段時間后嘗試重新啟動。

  設(shè)計計算

  在設(shè)計過程中，需要進行一系列的計算，如選擇合適的匝數(shù)比、計算初級電感、評估導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗等。同時，還需要考慮MOSFET的保護，選擇合適的鉗位電路，確保MOSFET的安全工作。

總結(jié)

Onsemi的NCP107xuz系列離線開關(guān)器憑借其高度集成的設(shè)計、豐富的保護功能和出色的輕載性能，為電源設(shè)計提供了一個可靠且高效的解決方案。在實際設(shè)計過程中，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇產(chǎn)品型號，并注意啟動序列、故障處理和設(shè)計計算等關(guān)鍵要點，以確保電源系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

你在設(shè)計過程中是否遇到過類似產(chǎn)品的應(yīng)用難題？對于這些設(shè)計要點，你有什么獨特的見解或經(jīng)驗分享嗎？歡迎在評論區(qū)留言討論。