基于NCP1337准谐振电源的分析和设计

l 准谐振原理
准谐振变换的原理是降低拓扑中电源开关的导通损耗，一般的反激式开关电源其MOSFET开通／关断时间固定，工作在固定频率。如图1所示，我们可以看到在磁复位的过程中，由于变压器电感和功率管上寄生电容存在，使得开关管上的压降存在振荡。但是可以发现电压振荡曲线中的A点，就是MOSFET漏源电压的第一个最小值(或称谷值)，如果我们在这个时候让MOSFET管开通，那么导通的电流尖峰将会最小。在某些条件下，甚至可以获得零电压开关(ZVS)。通过调节改变电源的工作频率来进行，不管当时负载或线路电压是多少，MOSFET始终保持在谷底的时候导通。与反激式转换器的不连续工作模式及连续工作模式相比，准谐振开关提供的导通损耗更低，因此能够提高效率和降低器件温度。

2 NCPl337简介
NCPl337是一款增强型的准谐振脉冲宽度调制电流模式控制器，它结合了真正的电流模式调制器与去磁检测器，确保电源在任何负载条件下均能工作在不连续的导电模式。它集成了组建严格可靠的开关电源(SMPS)所有必要的元件和功能。图2是管脚排布图。

其主要特性：
1)自由运行的边界／临界模式，准谐振控制；
2)最小开关频率(25 kHz)跳周期模式；
3)独立于辅助电压的自恢复短路保护；
4)内置两种外部失效模式触发比较器(禁止和锁定)；
5)内置4．0ms的软启动；
6)500mA峰值电流驱动能力；
7)最高工作频率130kHz；
8)内部前端消隐，内部过温保护；
9)12～10V问的动态自供电技术(DSS)。
在NCPl337中有两个重要特征，其一、用软跳周期技术来控制峰值电流并去除一些开关脉冲，从而控制开关损耗，进而实现空载、轻载状态下的卓越高效性能。并能在变压器进入跳周期工作时有效去除噪声。其二、为了保证任何时候都能在谷底值开通，实现准谐振工作方式，使用了无线圈去磁检测技术。
2．1 软跳周期技术
在轻载下或待机工作模式时，NCPl337进入软跳周期模式：当FB设置点比最大峰值电流低20%时(Ucs在100mV)，输出脉冲停止。当FB回路强制设置点高于25％(Ucs在130mV)时，开关转换又重新开始，而且每次启动都内部软化，即软启动，使得频率不会低于25kHz，当这种情况出现在低峰值电流、软启动、TOFF被钳位时，即使采用低成本的变压器也能无噪声工作。如图3所示。

2．2 无线圈去磁检测技术
为了得到准谐振工作模式，最佳点应对应于漏极电压的“谷点”，同时这也对应于总漏极电容的最低能量存储点。安森美半导体的特定功率MOSFET驱动器，混合MOS与双极机制检测负门电流，使负门电流不通过底端传导，而通过正VCC电压的路径传导。这样，检测到的电流会从VCC通过很简单的补偿机制流向门极，形成了有源负电压钳位。因此，负门电流能转化为便于处理的正电流。随后，简单的比较器可检测零电流门极交叉，进而提供“谷点”信号。因此不需要变压器辅助绕组电压等任何外部信号就能自动检测功率开关管漏极的谷底电压，使电路设计更为简单。