深入解析NCL38046：精确CC/CV/CP二次侧控制器

在电子工程师的日常工作中，寻找一款性能卓越、功能丰富的控制器是一项重要任务。今天，我们就来详细探讨安森美（onsemi）的NCL38046，这是一款精确的CC/CV/CP二次侧控制器，兼容模拟和PWM调光信号，在电源转换和照明镇流器等应用中具有出色的表现。

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产品概述

NCL38046采用SOIC - 8封装，具有精确的CC调节能力，公差仅为±0.5mV。它兼容多种调光输入信号，通过ADIM引脚接收模拟电压调光输入，PWM引脚接收PWM占空比调光输入。同时，它还支持恒功率调节、调光曲线调制，具备最大和最小调光输入限制、最小调光输出水平限制，并且可以通过外部选择线性或对数调光曲线。此外，它还有待机模式和3.3V参考电压输出，并且是无铅器件。

应用电路原理图

简化框图

产品关键信息

引脚连接与描述

NCL38046的引脚功能明确，不同引脚承担着不同的重要任务：	引脚编号	引脚名称	引脚描述
1	FB	反馈OTA的输出
2	VDD	为IC提供工作电流
3	SET/REF	启动时检测外部SET电阻和电容，调整内部DIM调制器参数，之后提供3.3V输出供外部使用
4	ADIM	检测模拟电压信号
5	PDIM	检测PWM占空比电流信号
6	GND	控制器接地
7	CS	连接以检测输出电流
8	VS	连接以检测输出电压

最大额定值与热特性

在使用NCL38046时，需要关注其最大额定值，以避免对器件造成损坏。例如，VDD引脚电压范围为 - 0.3至30V，FB引脚电压范围为 - 0.3至VDD V等。同时，其热特性也很重要，SOIC - 8封装的热阻（结到空气）RΘJA为153°C/W 。

电气特性

电气特性是衡量一个器件性能的关键指标。NCL38046在不同的测试条件下有明确的参数表现，如IC开启阈值电压VDD(ON)为8.0 - 9.0V，关闭阈值电压VDD(OFF)为7.0 - 8.0V等。在SET/REF部分、PDIM和ADIM部分、VS部分、CS部分以及FB部分都有详细的电气参数，这些参数为工程师的设计提供了重要依据。

应用信息

CC/CV调节

NCL38046在宽调光范围内通过PWM占空比和模拟电压信号实现精确的CC调节。为了实现高CC精度，采用了新颖的放大器设计和高分辨率微调技术，显著降低了CC调节OTA的输入电压偏移，室温下输入电压小于±0.1mV。当连接LED负载时，CS引脚电压（VCS）被调节到内部生成的CS参考电压VCS(REF)；当LED负载开路时，VCS降至0V，CC OTA不吸收FB电流，VS被调节到VVS(REF)。

PDIM和ADIM检测

PDIM引脚电压通过上拉缓冲器调节到3V，PDIM电流IPDIM与迟滞电流阈值IPDIM(TH - H/L)进行比较，比较输出信号通过占空比提取器转换为pdim信号（0% - 100%）。推荐的IPDIM导通状态电平为300 - 600μA，当IPDIM高于1mA时，PDIM引脚被拉低到0V以限制VDD工作电流，推荐200Hz的PWM频率以实现高分辨率调光。ADIM信号由ADIM电压检测器检测，输入范围为0 - 2.5V，检测到的ADIM电压转换为adim信号（0% - 100%）。

调光信号调制

外部调光信号发生器通常不能提供全范围的调光信号，NCL38046可以通过内部调制器对pdim或adim信号进行缩放。调制器输入信号modIN的有效输入范围在10% - 90%之间，当modIN为10%时，modOUT达到最小值，且不会因modIN低于10%而继续降低；当modIN为90%时，modOUT达到最大值，且不会因modIN高于90%而继续增加。此外，还有线性和对数两种调光曲线可供选择。

乘法器

在NCL38046中，为了实现多重调光，将adim (0 - 100%)和pdim (0 - 100%)信号相乘并缩放至VCS(REF - MAX)以提供VCS(REF)。根据不同的应用需求，有PA版本和AA版本可供选择，分别对应不同的VCS(REF)计算公式。

CV参考

恒定电压参考由恒功率调节模块确定，以保护LED负载并限制LED驱动器功率。CV参考VVS(REF)由公式$V{VS(REF)}[M]=2.5V \cdot K{CP}[\%] / dim{CP}[\%]$确定，其中$K{CP}[\%]$是恒功率系数，dimCP[%]是CP调光输入。当LED负载开路时，输出电压被调节到略高于LED负载正向电压，避免重新连接LED负载时产生大的浪涌电流。

待机模式

当adim或pdim低于待机阈值水平（PA版本中PDIM = 3%，AA版本中VADIM = 75mV）时，CC OTA被禁用，终止输出电流调节，CV OTA参考VVS(REF)变为VVS(REG - SB)，使LED负载在待机模式下关闭。

SET/REF功能

SET/REF是一个多功能引脚，用于设置内部参数并提供3.3V参考输出。启动时，VSET/REF先被拉低到0V，然后由50μA的ISET上拉。通过检测CSET和RSET的值，可以确定调光曲线类型和恒功率系数$K_{CP}$。检测完成后，VSET/REF由内部LDO调节到3.3V，可用于外部电路。

总结

NCL38046是一款功能强大、性能精确的二次侧控制器，在调光控制和恒功率调节方面表现出色。其丰富的功能和详细的电气参数为电子工程师在电源转换和照明镇流器等应用设计中提供了很大的便利。然而，在实际应用中，工程师还需要根据具体的设计需求，合理选择器件的工作参数和外部电路，以充分发挥NCL38046的性能优势。你在使用类似控制器的过程中遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。