安森美半导体公司推出的电源管理芯片NCP101X

发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:1682

　　安森美半导体公司推出的电源管理芯片ncp101x 除了在小功率ac-dc的转换应用外，可以用来设计取代家用电器及工业应用领域小功率线性电源。它不仅可以去掉体积大成本高的变压器，而且克服了阻容降压式线性电源负载特性差等缺点。ncp101x系列包含ncp1010、ncp1011、ncp1012、ncp1013和ncp1014等型号，具有pdip-7、pdip-7gull wing、sot-223 三种封装，最大电流450ma，适用于家用电器以及led驱动器等。实验结果表明了该方案的有效性和实用性。

　　ncp101x系列开关电源管理芯片的性能特点

　　1)ncp101x系列构成非隔离式需要的外围元件较少的节能开关电源，与传统的解决方案相比，不仅比电容降压式线性稳压电源更高的效率，而且具有更大的输出能力。较传统的线形变压器相比，体积小、性能高,而且更加廉价。

　　2)ncp101x系列可设计成隔离/非隔离的输出降压电路，led恒流驱动电路等，满足不同户的需要。

　　3)输入交流电压范围宽，此设计中，在ac60v~300v范围内能具有良好的电压调整率和负载调整率。

　　4)ncp101x系列具有可选择的开关频率(65k/100k/130k)，抗干扰能力强，待机功耗小，具有频率抖动和动态自供电等功能。

　　5)ncp101x系列保护功能完善，具有短路自动重启、限流、过热、限制duty等保护线路。

　　ncp1014非隔离线路的典型应用

　　ncp1014构成的非隔离开关电源电路如图1所示，输入交流60v~264v，输出直流12v/120ma，功率为1.5w，峰值功率2w，输出电感为普通的工字型电感。该线路适用于空调、洗碗机、电饭煲等家用电器的控制电源，也可以做夜间照明、led驱动、智能化电能表以及住宅热控制器等允许使用非隔离电源的场合。

图1：ncp1014构成的非隔离开关电源电路

　　其中，输入部分由可熔断电阻器rt，整流二级管d1、d2，电容c1、cx以及电感l组成。电源调整部分由ncp1014，稳压二极管zd1，二极管d4、d5，电感l1以及三极管2n4401/2n3904等组成。电感l1的极限电流是由ncp1014的最大电流来限制。由于d5与d4的压降相同，所以c3能很好的跟踪输出电压变化，在zd1与三极管对fb的控制下，调节稳定输出电压。

　　电路设计要点

　　1)续流二极管d5，线路在连续或者不连续模式工作时，一般选择超快恢复二极管。uf4005/mur160属于超快恢复二极管，能满足上述两种工作模式的需要。如果使用快恢复二极管，因反向恢复时间为几百ns，除产生上升沿很高的尖峰电流使转换周期提前结束，使输出无法达到稳定状态，而且过高的尖峰电流会产生的损耗和电磁干扰问题。

　　2)反馈二极管d4，反馈二极管d4可选用廉价的整流管，如1n4005型整流管或者mur160等，但最好采用玻封管，这种管子的反向恢复时间较短。此外，应保证d4和d5的正向压降相等。

　　3)电感l1，推荐l1采用带铁氧体磁芯的电感，以降低成本并减小音频噪声。l1的电感量应大于或等于设计值，所能承受的有效值电流也要留出一定余量。此设计为采用为市场上常用的普通工字型电感，标准设计值为1.16mh(1.0v/1.0khz).如果希望电路能有较强的带载能力，可以选择coilcraft型号为rfb0810?152，最大可以支持400ma的电流输出.

　　4) 输出级滤波电容c4,c4的主要作用是平滑滤波。鉴于输出的纹波电压与c4的等效串联电阻(esr)呈函数关系，因此，要尽量选择低esr的电容。

　　5) 反馈稳压二极管(zd1)和电阻(r1，r2)以及三极管q2和电容c3、c4。c3、c4过大，影响空载和待机损耗；过小，反馈环路不稳定，根据实验结果，c3选择为3.3uf-10uf；c4为220pf左右。q2为较常用的npn三极管,如2n4401/2n3904等。r1、r2影响输出的精度,可以选择220±5％的电阻.

　　演示板描述

　　1)电路板布局，此设计为单层电路板，下层是铜铂，上层是丝网印刷面，演示板pcb如图2，电路板尺寸为45.9mm×20.1mm。图3是实物图。

图2：非隔离开关电源电路演示电路板

图3：非隔离开关电源电路