深入解析Onsemi NCP107xuz系列离线开关器：特性、应用与设计要点

在电源设计领域，一款性能卓越且功能丰富的开关器对于实现高效、稳定的电源供应至关重要。Onsemi的NCP1075A/B、NCP1076A/B、NCP1077A/B、NCP1079A/B系列离线开关器便是这样一款值得深入探究的产品。今天，我们就来详细了解一下这款开关器的特性、应用场景以及设计过程中的关键要点。

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产品概述

NCP107xuz系列产品将固定频率电流模式控制器与700V MOSFET集成在一起，采用常见的PDIP - 7封装的两种不同引脚排列。这种高度集成的设计，使得该系列产品具备了众多实用的功能，如软启动、频率抖动、短路保护、跳周期、最大峰值电流设定点、斜坡补偿以及动态自供电（DSS）等，无需辅助绕组，大大简化了电源设计。

产品特性亮点

1. 内置700V MOSFET

不同型号的产品具有不同的 (R_{DS(ON)}) 值，如NCP1075uz为13.5Ω，NCP1076uz/77uz为4.8Ω，NCP1079uz为2.9Ω。这使得设计师能够根据具体的功率需求选择合适的型号，构建功率高达28W的通用电源。

2. 大爬电距离

高压引脚之间具有较大的爬电距离，提高了产品的安全性和可靠性。

3. 固定频率电流模式操作

提供65kHz、100kHz和130kHz三种可选频率，满足不同应用场景的需求。

4. 多种保护功能

• 短路保护：通过持续监测反馈线活动，能够及时检测到短路情况，并立即降低输出功率，实现系统的全面保护。
• 过压保护：具备自动恢复功能，当VCC电压超过设定值时，控制器会立即停止开关操作，并在一段时间后尝试重新启动。
• 欠压保护和交流线路过压保护：BO/AC_OVP引脚可监测输入电压，确保应用仅在设计的电压范围内工作。
• 过功率保护：根据输入电压调整最大电流，避免输出功率过大。

  5. 高效轻载性能

• 频率折返：当输出功率需求减小时，IC会自动进入频率折返模式，降低开关频率，提高轻载效率。
• 跳周期操作：在轻载条件下，通过跳过不必要的开关周期，大幅降低功耗。

  6. 其他特性

• 频率抖动：有助于改善电磁干扰（EMI）特性，使电源在工作过程中更加安静。
• 10ms软启动：确保启动过程平稳，减少输出过冲。

典型应用场景

该系列产品适用于多种应用场景，包括辅助/备用隔离电源、主要家用电器电源、功率计开关电源以及宽输入工业开关电源等。

引脚功能与产品信息

引脚连接与功能

NCP107xA采用PDIP - 7封装，各引脚功能明确。例如，VCC为IC供电引脚，BO/AC_OVP用于欠压/交流线路过压保护，FB为反馈信号输入引脚等。

产品信息与最大输出功率

不同型号的产品在 (R{DS(ON)}) 、 (I{PK}) 以及不同输入电压下的最大输出功率有所不同。例如，NCP1075uz在230Vrms ± 15%的条件下，适配器模式的最大输出功率为8.5W，开放框架模式为14W；在85 - 265Vrms条件下，适配器模式为6W，开放框架模式为10W。

设计要点与注意事项

启动序列

当电源首次通电时，内部电流源会对VCC电容充电。当VCC电压达到 (V{CC(ON)}) 水平时，电流源关闭，电路开始工作。在工作过程中，VCC电压会下降，当低于 (V{CC(MIN)}) 时，内部电流源会再次启动，形成一个充电/放电循环。

故障处理

• VCC短路故障：控制器采用两级启动电流 (I{start1}) 和 (I{start2}) ，在VCC短路时，可降低功耗，避免过热。
• 输出短路故障：当检测到输出短路时，控制器会进入安全的自动恢复突发模式，等待故障消失后恢复正常工作。
• 过压保护：当辅助绕组提供的电压过高时，控制器会停止开关操作，经过一段时间后尝试重新启动。

  设计计算

  在设计过程中，需要进行一系列的计算，如选择合适的匝数比、计算初级电感、评估导通损耗和开关损耗等。同时，还需要考虑MOSFET的保护，选择合适的钳位电路，确保MOSFET的安全工作。

总结

Onsemi的NCP107xuz系列离线开关器凭借其高度集成的设计、丰富的保护功能和出色的轻载性能，为电源设计提供了一个可靠且高效的解决方案。在实际设计过程中，工程师需要根据具体的应用需求，合理选择产品型号，并注意启动序列、故障处理和设计计算等关键要点，以确保电源系统的稳定运行。

你在设计过程中是否遇到过类似产品的应用难题？对于这些设计要点，你有什么独特的见解或经验分享吗？欢迎在评论区留言讨论。