NCP1608中文

1NCP1608临界工作模式PFCPFC控制器使用手册NCP1608是一个主动的功率因素控制器，专门设计用来在AC-DC转换适配器，电子镇流器和其他的中等功率的离线转换器（通常功率350W以下）。它使用临界工作模式（CrM）保证高的功率因素和一个宽的输入电压和输出功率。NCP1608通过内部集成安全特性来最小化外围回路，使他成为一个PFC设计的优秀的选择。它通常是SOIC-8封装。通用特性：●高的功率因素（接近1）●不需要输入电压感应●封闭的PWM逐周期控制开通时间（电压模式）●宽的控制范围为高功率应用噪音免疫（150W）●跨导放大器●高精度电压参考源（1.6%任何温度下）●非常低的开启电压（35uA）●低的工作电流(2.1mA)●上升500mA/下降800mA图腾柱结构门驱动●带有滞后功能的低电压保护●Pintopin和工业通用的标准兼容●PBfree，Halidefree安全特性●过电压保护●低电压保护●反馈悬空保护●过电流保护●精准的可编程的最大开通时间经典应用●固体照明设备（半导体照明）●电子镇流器●AC适配器，TV，监控器●所有的离线的需要PFC的应用Tape上有卷的说明信息包括部分方向和Tape大小，请参考我们的tape上的包装说明手册，BRD8011/D2图1经典应用图2内部结构框图3表格1：pin针功能说明Pin名字功能1FBFB是误差放大器的反向输入端。一个分压电阻分得输出电压与Vref相吻合，来维持调节。反馈电压用来高电压和低电压保护。当这个pin高于OVP电压或低于UVP电压或者悬空时，控制器停止工作。2Control误差放大器的输出端。在Controlpin和地之间接一个反馈网络可以用来设置回路带宽。一个低的带宽可以产生一个高的功率因素和一个低的总谐波失真（THD）。3CtCtpin产生一个电流源来给外部的计时电容充电。这个电路通过与内部的分得Vcontrol的一个电压比较控制功率开关的开通时间。在开通时间结束时，Ctpin给外部电容放电。4CSCSpin通过功率开关限制逐周期电流。当CS电压超过Vilim时，驱动关断。接到CSpin的感应电阻决定了最大的开关电流。5ZCD这个管脚感应辅助线圈电压，来检测CrM工作时电感是否已经去磁。6GND接信号地7DRV集成驱动集，通常源极阻抗12欧，下降阻抗6欧。8Vcc控制器的正极输入端。当VccVccon时控制器工作，当Vccoff时控制器停止工作。表格2：最大定额定额符号值单位FBVoltageVFB−0.3to10VFBcurrentIFB10mAControlVoltageVControl−0.3to6.5VControlCurrentIControl−2to10mACtVoltageVCt−0.3to6VCtCurrentICt10mACSVoltageVCS−0.3to6VCSCurrentICS10mAZCDVoltageVZCD−0.3to10VZCDCurrentIZCD10mADRVVoltageVDRV−0.3toVCCVDRVSinkCurrentIDRV(sink)800mADRVSourceCurrentIDRV(source)500mASupplyVoltageVCC−0.3to20VSupplyCurrentICC20mA功率耗散(TA=70C,2.0OzCu,55mm2印刷电路板镀铜)PD450mW结相对于周围有效热阻(2.0OzCu,55mm2印刷电路板镀铜)结相对于空气,低导电PCB(Note3)结相对于空气,高导电PCB(Note4)R_JAR_JAR_JA178168127C/W工作结温范围TJ−40to125C最大结温TJ(MAX)150C存储温度范围TSTG−65to150C焊锡温度(焊锡10S)TL300C超过最大额定值可能损坏芯片。最大额定值仅仅是加的电压，在正常工作中以上情况不能适用。长期的暴漏于以上情况会影响芯片的信赖性。1.这个芯片包括静电放电（ESD）保护达到以下测试：Pin1-8：人体模型超过2000V每个JEDEC标准JESD22-A114E机器模型办法200V每个JEDEC标准JESD22-A115A。。4表格3电气特性VFB=2.4V，VControl=4V,Ct=1nF,VCS=0V,VZCD=0V,CDRV=1nF,VCC=12V,除非另有说明。(经典值：TJ=25C.最大/最小值，TJ=−40Cto125C,，除非另有说明)特性测试条件符号表示最小标准最大单位开启和供电回路开启电压阀值上升时VccVCC(on)111212.5V最小工作电压下降时VccVCC(off)8.89.510.2V供电电压滞后HUVLO2.22.52.8V开启电流耗散0VVCCVCC(on)−200mVIcc(startup)−2435_A无负载开关电流耗散CDRV=open,70kHzSwitching,VCS=2VIcc1−1.41.7mA开关电流消耗70kHzSwitching,VCS=2VIcc2−2.12.6mA错误模式电流耗散NoSwitching,VFB=0VIcc(fault)−0.750.95mAOVP和UVP保护误差放大器5NCP1608介绍：NCP1608是一个电压模式功率校正控制器（PFC），他是设计用驱动高效预转换器来达到内部输入线性调节一致。它工作在Crm电流模式下，功率可达350W。他的电压模式可以使他不需要线性感应网络就可达到一个完整的功率因数。一个高精度的传导误差放大器调节输出电压。他有综合保护结构增加耐用性。主要特性：1.恒定的开通时间Crm工作.不需要输入电压感应就能达到一个高的功率因素。这使得Srandby功率可以耗散。2.精准的可以编程的开通时间上下限。NCP1608使用一个精准的电流源和一个外部电容来产生一个开通时间。3.宽的控制范围。在高功率应用领域(150W)，如果不提供噪音免除功能，在高电压和高输出功率，被异常跳转经常发生。而1608提供了噪音免除的功能，避免了异常跳转。4.高精度电压参考。误差放大器参考电压保证在2.5V+-1.6%不论处理和温度，这保证了输出电压的精度。5.低的开启电流消耗。电流消耗在开启的时候被减低到最小35uA，使Vcc可以快速的无损耗的充电。NCP1608提供了低电压锁定和提供了充足的Vcc滞后在开启时来减少Vcc所需电容的大小。6.强大的输出驱动。引发500mA/下降800mA内部图腾柱驱动保证了快速的开通和关断。这样使得他可以驱动大功率的MosFET。只要Vcc不超过Vccon,主动及被动电路的联合使得驱动的输出电压不会升高.7.精准的固定OVP。OVP特性保护了PFC状态输出过多的超出时对后面的设备造成损坏。超出经常发生在开启和瞬态的负载时候。8.UVP.UVP特性保护了设备当电源和Cbulk没有接触时。9.开怀反馈保护。OVP和UVP保护了输出分压网络没有连接到FBpin情况。一个内部的电阻Rfb保护了外部应用电路当FB悬空时。10.过电流保护。峰值电流在循环基础上被限制。最大峰值电流被调整通过通过改变电流感应电阻。一个内部集成的LEB滤波减少了噪音不经意的触发OCP11.中断特性。PFC与转换器中断，当FBpin电压低于UVP时。在中断模式下，Icc电流耗散减少，误差放大器不工作。应用信息大多数电子镇流器和开关电源用一个整流桥和一个大的存储电容来产生一个DC电压从一个通用的ACline里。这个DC电压被一个附加的回路处理达到一个需要的输出。当电路的AC电压超过后继电容的电压时，这个整流电路就会消耗电流。这种情况发生在峰值电压时，这样使电流不是正弦波的状态并且有非常大的谐波。结果就降低了功率因素（通常0.6）。结果就是显然输入功率大于实际传输到负载上的功率。如果很多的设备接到同一个ACline里，效果就会增加，一个Linesag(线性下降)就形成了。（图25）政府规定和通用的设备要求减少线性电流的谐11波分量。这样主动的和被动的PFC都必须使用依据规定。被动的电路使用一个大的电容，电感和整流桥，这些都工作在ACline的工作频率范围。主动PFC使用一个开关转换器来调节输入电力的谐波分量。主动PFC工作在一个很高的频率，这样使他们在体积上更小，更轻，工作效率远比被动式的高。使用合适的主动PFC控制，几乎任何复杂的负载都可以近似成一个线性的电阻。这样就较大的减少了电流谐波分量。主动PFC电路是达到谐波要求的最流行的方式，因为上述的好处。通常来说主动PFC电路由在整流桥和大电容之间插入的预转换器组成。Boost(或者是Stepup)转换是主动PFC最流行的拓扑结构。通过适当的控制，它能产生一个恒定的电压同时从AC输入端消耗一个正弦波电流。在中等功率的条件下（功率350W）应用中，CRM优先选择。CrM工作在不连续模式（DCM）和连续模式（CCM）之间。在CrM工作模式中，在Boost电感电流达到0时，驱动开始为开通时间。CrM工作是中等功率PFCboost电路的理想选择，因为它比CCM工作的峰值电流小，又有DCM中零电流开关的优点。它在PFCboost转换器中工作过程及波形请参考图27图27.理想CrMBoost转换的原理图及波形12当开关关断时，电感电流线性增加到峰值。当开关断开时，电感电流线性减小到零。当电感电流减小到零时，开关管的漏极电压（Vd）是高电压，并且开始下降。如果下一个周期没有开始，Vdrain向Vin靠近。在AND8123内有一个分压公式使得输出在CrM工作模式下达到一个高的功率因素。当On-tme（ton）是恒定值，在一个AC周期里用公式1计算。22acoutonVLPt（eq.1）outP是输出功率，L是Boost电感，η是效率，acV是输入RMS电压。在一个AC周期里的开关状态描述见图28。其中开通时间开是恒定的，但是关断时间不同，根据瞬态线路电压。恒定的开通时间产生了峰值电感电流（Ipeak）与AC线路电压成比例。NCP1608用一个理想的方法实现恒定开通时间的CrM控制，外加一个精确的校准回路，一个低电流消耗开启回路，一个先进的保护特性构成一个成本有效的方案。图28.CrM工作模式下的电感波形误差放大校准器NCP1608通过一个内部的误差放大器来校准Boost的输出电压。误差放大器的负极接FB端，正极接一个2.5V±1.6%的参考电压（Vref），误差放大器的输出端接Control端（图29）。用一个跨导性的误差放大器的特性是FB电压仅仅由外部的接到输出电压的分压网络来决定，不是误差放大器本身决定动作决定的。这样FB端就能被用作为误差放大器独立感应过高或者过低电压。图29.误差放大器和开通时间调节回路13分压电阻（Rout21和Rout2）按比例分得Boost输出电压（Vout）然后接到FB端。如果输出电压少于目标输出电压，即Vfb少于Vref，那么误差放大器（EA）控制Vcontrol上升。Vcontrol上升导致驱动的开通时间升高，这样就提高了传输到输出的功率。传输功率的提高导致了了Vout的提高直到达到目标电压。相反的，如果Vout大于Vtarget，那么Vcontrol减小，开通时间降低直到Vout减小到目标输出电压。这个因素和影响调节了Vout，这样通过Rout1与Rout2使Vout成比例减小并且加到Vfb上。用来FPP的Rfb（通常4.6M）包含在了外部的分压网络的计算公式里。输出电压设计用以下公式2：)1(V221fboutfboutoutrefoutRRRRRVeq.2分压网络偏置电流的选择是用来最佳化噪音免除和功率耗散。Rout1最佳化偏置电流和输出电压使用公式3：)(1uutbiasoutoutIVReq3Ibias(out)是输出分压网络的偏置电流。Rout2取决于Vout，Rout1及Rfb。Rout2使用公式4计算：11out2)1(RoutrefoutfbfboutVVVRRR