Onsemi NCP1360/65：低功耗离线式电源控制器的卓越之选

在电子设备的电源设计领域，高效、稳定且功能丰富的控制器至关重要。Onsemi的NCP1360/65系列低功耗离线式恒流恒压初级侧PWM电流模式控制器，为电源设计带来了新的解决方案。本文将深入剖析NCP1360/65的特性、工作原理及应用，希望能为电子工程师们在电源设计时提供有价值的参考。

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一、产品概述

NCP1360/65主要针对通用市电反激式应用，适用于几瓦到20W的输出功率级别。其独特之处在于采用了一种新颖的方法，省去了传统的次级反馈电路（如光耦和TL431参考），却能实现出色的线性和负载调节。

二、核心特性

2.1 初级侧反馈

省去了光耦和TL431参考，简化了电路设计，同时实现了±5%的电压调节和±10%的电流调节，提高了系统的稳定性和可靠性。

2.2 准谐振操作

在标称负载下，控制器工作在谷底锁定准谐振峰值电流模式控制模式，可有效提高效率。当次级侧功率开始减小时，开关频率会自然增加，直到电压控制振荡器（VCO）发挥主导作用，使MOSFET在漏源电压谷底导通，进一步降低开关损耗。

2.3 频率钳位选项

提供80kHz或110kHz的最大开关频率选项，也有不进行频率钳位的版本，满足不同应用对开关频率的需求。

2.4 轻载操作特性

具备固定峰值电流和深度频率折返功能，在轻载时能保持输出稳定，同时降低功耗。

2.5 保护功能丰富

拥有过压、欠压保护，逐周期峰值电流限制，内置软启动，以及电缆压降补偿等多种保护功能，确保系统在各种异常情况下的安全性和稳定性。

三、引脚功能与电气特性

3.1 引脚功能

NCP1360/65的引脚功能设计合理，各引脚分工明确。例如，Vs/ZCD引脚连接到辅助绕组，用于初级调节的电压输出检测和准谐振模式下的磁芯复位检测；Comp引脚是误差放大器的输出，通过连接到地的网络可调节调节环路带宽；CS引脚用于监测初级峰值电流等。

3.2 电气特性

在不同的工作条件下，NCP1360/65展现出了良好的性能。如在高压启动部分，启动电流、泄漏电流等参数都有明确的范围；在电源管理方面，VCC的启动、停止和钳位电压等都有精确的设定，确保了系统的正常运行。

四、工作原理

4.1 准谐振电流模式操作

通过在MOSFET漏源电压谷底进行开关操作，优化了效率。控制器能够锁定在选定的谷底，直到输入电压显著变化，且仅能锁定前四个谷底。当负载电流减小时，仍能保持谷底开关模式，提高了整个输入/输出条件下的效率。

4.2 频率钳位

由于开关频率不固定且受线路、负载和变压器规格影响，为防止开关频率失控，提供了80kHz或110kHz的频率钳位选项，满足特定应用对最大开关频率的要求。

4.3 初级侧恒流调节

在电池充电应用中，NCP1360/65能够在不依赖特定传感器的情况下，从初级侧估计和限制最大输出电流，实现恒定电流调节，提供了严格的过功率保护。

4.4 初级侧恒压调节

通过监测初级侧的辅助绕组电压，确定变压器去磁的结束时间，间接测量输出电压。利用此时捕捉到的辅助电压值来构建初级侧峰值电流设定点，从而控制输出电压。

五、保护机制

5.1 过流保护

当最大峰值电流达到VILIM水平时，过流保护定时器启动。若过载持续时间超过TOCP延迟，故障将被锁定，控制器停止驱动功率MOSFET，并进入双打嗝模式，待重新启动后恢复正常。

5.2 VCC过压保护

当VCC电压达到VCC(OVP)阈值时，控制器进入锁定模式。不同版本的处理方式有所不同，A和C版本会将VCC电容内部放电至VCC(Clamp)水平，完全禁用控制器；B版本则进入双打嗝模式后恢复运行。

5.3 绕组短路保护

通过额外的比较器监测CS信号，当VCS达到VILIM + 50%（经过缩短的前沿消隐时间tLEB2）时，若连续4个脉冲达到短路保护（SCP）水平，控制器将停止工作。该故障被锁定，恢复操作方式与VCC过压保护类似。

5.4 输出过压和欠压保护

当内部构建的输出电压高于VOVP水平时，检测到过压故障，A和C版本锁定故障，B版本进入双打嗝模式；输出欠压保护在启动定时器TEN_UVP之后启用，当输出电压低于VUVP水平时，控制器根据不同版本采取相应措施，如进入双打嗝模式或锁定关闭。

5.5 Vs/ZCD引脚短路保护

在每个关断时间开始时，检测Vs/ZCD引脚是否短路或开路。若检测到故障，控制器进入双打嗝模式后恢复操作。

5.6 温度关断

当结温达到TSHTDN水平时，控制器停止驱动功率MOSFET，直到结温下降TSHTDN(HYS)，然后在双打嗝模式后恢复运行。

六、应用信息

6.1 典型应用

NCP1360/65适用于低功率AC - DC适配器和充电器，如手机、平板电脑和相机的AC - DC USB充电器等。

6.2 启动操作

高压启动电流源通过HV引脚连接到大容量电容，为VCC电容充电。当VCC引脚达到VCC(on)水平时，控制器启用。在发送第一个驱动脉冲之前，会检测CS引脚是否正常，之后再检查Vs/ZCD引脚的接线情况，然后进入软启动序列。

6.3 防止负尖峰

由于采用CMOS技术，为避免敏感引脚上出现负尖峰，可在HV引脚串联电阻或通过高压二极管将HV引脚直接连接到线路或中性输入，以防止内部寄生SCR激活。

七、总结

Onsemi的NCP1360/65控制器凭借其独特的初级侧反馈技术、高效的准谐振操作、丰富的保护功能和灵活的应用特性，为低功率离线式电源设计提供了一个优秀的解决方案。电子工程师们在设计电源时，可以根据具体的应用需求，充分发挥NCP1360/65的优势，实现高效、稳定且可靠的电源系统。你在使用NCP1360/65进行电源设计时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。