踩坑实测:安森美NCP107x系列离线开关做10~40W小功率电源的保姆级指南

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踩坑实测:安森美NCP107x系列离线开关做10~40W小功率电源的保姆级指南

最近接了个白色家电的待机辅助电源需求,要求宽压85~265V输入、12V/1.5A输出、待机功耗<50mW、还要过EMC和各种安规保护,翻了一圈料单最后选了安森美这个NCP107x系列的合封芯片,把MOS和控制器都做进去了,外围省了不少料,前后调了两周把坑都踩差不多了,整理下 datasheet 里的重点和实际调试的经验,给大家做个参考。

文件下载:NCP1076A-D.PDF


一、为什么选NCP107x?省料就是省钱啊

首先这个系列是把700V高压MOS和电流模式PWM控制器合封在PDIP7里的,最爽的是自带动态自供电(DSS),你要是成本卡的死,甚至不用做辅助绕组供电,直接靠内部高压电流源给VCC供电,我那个成本敏感的小家电项目本来都准备省这个绕组了,后来因为要过<50mW待机还是加了,加了之后待机直接干到30mW左右,完全达标。

核心参数先给大家列个速查表,省得你们翻datasheet: 型号 内置MOS Rds(on) 峰值电流 230V开架最大输出 宽压开架最大输出 适合场景
NCP1075 13.5Ω 400mA 14W 10W 电表、小功率待机电源
NCP1076/77 4.8Ω 650/800mA 31W 23W 家电辅助电源、工业SMPS
NCP1079 2.9Ω 1.05A 41W 30W 高功率密度小电源

频率可选65/100/130kHz,我选的100kHz版本,变压器好做,EMC也不会太难搞,要效率更高选65kHz,要体积小选130kHz就行,注意130kHz只有B引脚排布的版本才有。


二、这几个集成功能真的帮我省了好多外围电路

1. 全链路保护不用自己搭

以前做反激电源,过载、短路、过压、欠压、过功率这些保护都要自己搭外围,这个片子全给你集成了:

  • 短路/过载:自带48ms定时器检测,触发了就进入420ms周期的重启 burst 模式,不会炸机,我实际测输出短路24小时,片子温升只升了10度不到,完全没问题;
  • 输入欠压(Brown-out)/输入过压:BO/AC_OVP引脚接个分压电阻到母线就行,不用额外加比较器,我设的80VAC启动,290VAC过压保护,按 datasheet 公式算出来分压电阻是14M上拉+100k下拉,实测精准度还可以,偏差在5%以内;
  • 过功率补偿:这个是真的实用,以前做宽压电源,高压下输出功率会飘高,这个片子只要开了BO引脚的分压,内部会自动根据母线电压调整峰值电流,高压下自动降10~20%的电流,全输入范围输出功率偏差能控制在10%以内,不用自己做OPP补偿。

2. 轻载效率真的顶

要过能效标和低待机的一定要看这个,它的负载调节逻辑是:

额定负载:固定频率工作 → 轻载:频率降频到27kHz左右 → 空载:进入跳周期模式

我实际测12V输出的话,10%负载效率能到82%,空载加辅助绕组的话功耗只有28mW,完全满足六级能效要求,而且跳周期的时候输出纹波也不大,我加了1000uF输出电容,纹波控制在100mV以内,家电用完全够。

3. EMI友好

自带±6%的频率抖动,300Hz调制频率,我实际测传导的时候,尖峰比没有抖动的方案低了10dB左右,输入加个简单的Π型滤波就过了CLASS B,省了不少EMI调试的功夫。


三、我踩过的这几个坑,你们别再踩了

1. VCC电容别选太小

datasheet里算出来最小是36nF,我一开始图便宜用了100nF,结果轻载的时候VCC ripple太大,偶尔会触发UVLO重启,后来换成1uF的陶瓷电容就完全没问题了,建议大家直接选0.47~1uF的X7R电容,稳得一批。

2. 漏感钳位一定要做好

这个内置的700V MOS没有雪崩耐量,所以RCD钳位一定要留够余量,我一开始选的钳位电压是180V,高压满载的时候漏感尖峰冲到680V,差点炸机,后来改成200V的TVS钳位,尖峰控制在620V左右,留了80V余量,现在跑了1000小时老化没出问题。 划重点:漏感尖峰一定要控制在650V以内,别顶着700V的BVdss用,很容易炸。

3. BO引脚别留空

不用Brown-out功能的话,这个引脚一定要直接接地,别留空,我一开始调试的时候忘了接,结果芯片时不时莫名其妙重启,查了三天才发现是这个引脚浮空耦合到干扰,触发了保护,接地就好了。

4. 散热别省

PDIP7的封装,导热全靠引脚和铺铜,GND引脚尽量多铺铜,我实测20W输出,25℃室温下,铺铜200mm²的话,壳温只有75℃,要是铺铜只有100mm²的话,壳温冲到95℃,差点触发150℃的过温保护,所以至少给GND留200mm²以上的铺铜,重载型号最好加个小散热片。


四、12V/1.5A 20W宽压电源快速设计参考

我把我这个项目的参数放出来给大家抄作业:

  1. 变压器:EE16,初级3.6mH,匝比Np:Ns=8:1,辅助绕组12匝,线径0.2mm初级,0.6mm次级;
  2. 输入滤波:10uF/400V电解 + 1mH共模 + 104安规电容;
  3. RCD钳位:1N4007二极管 + 22k/1206电阻 + 1nF/1kV电容,钳位电压200V左右;
  4. VCC电容:1uF/50V X7R;
  5. BO分压:14M/1206上拉到母线,100k/0805下拉到GND,实现80VAC启动,290VAC过压保护;
  6. 输出滤波:2*1000uF/25V电解 + 104陶瓷电容,纹波<80mV。

最近还调了个用NCP1079做的24V/1.25A的工业电源,效率能到88%,有需要的可以评论区留个言,我把原理图和BOM发出来。要是你们用这个片子遇到什么问题,也可以在评论区讨论,我尽量解答~

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