基于NCP1337準諧振電源的分析和設計

l 準諧振原理
準諧振變換的原理是降低拓撲中電源開關的導通損耗，一般的反激式開關電源其MOSFET開通／關斷時間固定，工作在固定頻率。如圖1所示，我們可以看到在磁復位的過程中，由于變壓器電感和功率管上寄生電容存在，使得開關管上的壓降存在振蕩。但是可以發(fā)現(xiàn)電壓振蕩曲線中的A點，就是MOSFET漏源電壓的第一個最小值(或稱谷值)，如果我們在這個時候讓MOSFET管開通，那么導通的電流尖峰將會最小。在某些條件下，甚至可以獲得零電壓開關(ZVS)。通過調節(jié)改變電源的工作頻率來進行，不管當時負載或線路電壓是多少，MOSFET始終保持在谷底的時候導通。與反激式轉換器的不連續(xù)工作模式及連續(xù)工作模式相比，準諧振開關提供的導通損耗更低，因此能夠提高效率和降低器件溫度。

2 NCPl337簡介
NCPl337是一款增強型的準諧振脈沖寬度調制電流模式控制器，它結合了真正的電流模式調制器與去磁檢測器，確保電源在任何負載條件下均能工作在不連續(xù)的導電模式。它集成了組建嚴格可靠的開關電源(SMPS)所有必要的元件和功能。圖2是管腳排布圖。

其主要特性：
1)自由運行的邊界／臨界模式，準諧振控制；
2)最小開關頻率(25 kHz)跳周期模式；
3)獨立于輔助電壓的自恢復短路保護；
4)內置兩種外部失效模式觸發(fā)比較器(禁止和鎖定)；
5)內置4．0ms的軟啟動；
6)500mA峰值電流驅動能力；
7)最高工作頻率130kHz；
8)內部前端消隱，內部過溫保護；
9)12～10V問的動態(tài)自供電技術(DSS)。
在NCPl337中有兩個重要特征，其一、用軟跳周期技術來控制峰值電流并去除一些開關脈沖，從而控制開關損耗，進而實現(xiàn)空載、輕載狀態(tài)下的卓越高效性能。并能在變壓器進入跳周期工作時有效去除噪聲。其二、為了保證任何時候都能在谷底值開通，實現(xiàn)準諧振工作方式，使用了無線圈去磁檢測技術。
2．1 軟跳周期技術
在輕載下或待機工作模式時，NCPl337進入軟跳周期模式：當FB設置點比最大峰值電流低20%時(Ucs在100mV)，輸出脈沖停止。當FB回路強制設置點高于25％(Ucs在130mV)時，開關轉換又重新開始，而且每次啟動都內部軟化，即軟啟動，使得頻率不會低于25kHz，當這種情況出現(xiàn)在低峰值電流、軟啟動、TOFF被鉗位時，即使采用低成本的變壓器也能無噪聲工作。如圖3所示。

2．2 無線圈去磁檢測技術
為了得到準諧振工作模式，最佳點應對應于漏極電壓的“谷點”，同時這也對應于總漏極電容的最低能量存儲點。安森美半導體的特定功率MOSFET驅動器，混合MOS與雙極機制檢測負門電流，使負門電流不通過底端傳導，而通過正VCC電壓的路徑傳導。這樣，檢測到的電流會從VCC通過很簡單的補償機制流向門極，形成了有源負電壓鉗位。因此，負門電流能轉化為便于處理的正電流。隨后，簡單的比較器可檢測零電流門極交叉，進而提供“谷點”信號。因此不需要變壓器輔助繞組電壓等任何外部信號就能自動檢測功率開關管漏極的谷底電壓，使電路設計更為簡單。