实测分享:用安森美NCP1562做有源钳位电源,省了一半外围还不炸管

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实测分享:用安森美NCP1562做有源钳位电源,省了一半外围还不炸管

最近赶一个48V输入转3.3V 100W的 telecom 电源项目,之前用普通PWM控制器外加有源钳位逻辑电路,光外围阻容就堆了二十多个,调试的时候还经常因为死区不对炸MOS,翻了一圈datasheet选了安森美这款NCP1562,三天就调通了稳定版,今天把特性和踩过的坑整理出来给大家参考。

文件下载:NCP1562A-D.PDF


为啥选这款芯片?解决了我之前的几个核心痛点

做有源钳位正激的朋友应该都懂几个老难题:死区调节麻烦、过流容易硬关炸管、启动电路占地方、多路并联同步难。NCP1562几乎把这些问题都集成解决了:

1、双路驱动自带可调死区,省了死区逻辑电路

芯片本身就是为有源钳位场景设计的,OUT1主驱动2A电流,直接推正激原边主MOS,OUT2 1A驱动,推有源钳位管或者副边同步整流管,两路相位相同,死区(官方叫重叠延迟)直接通过tD引脚对地接电阻调节,最小可以调到20ns,不用自己搭比较器做死区,省了至少5个外围元件。

2、两级过流+软停,再也不怕过流炸管

这款芯片最让我惊喜的就是软停功能:之前的控制器过流要么直接锁死要么打嗝,很容易导致钳位电容和变压器谐振,电压飘高炸管。NCP1562检测到严重故障(UV/OV/过温/持续过流)的时候,会慢慢把占空比降到0,同时把钳位电容的电放完,让变换器停在可控状态,完全避免谐振过压。 过流还做了两级:逐周期限流处理瞬时过流,持续过流超过阈值就触发周期跳停,配合软停,我测试的时候故意短路输出5次,一次都没炸管。 提醒下大家选型号的时候注意:NCP1562A过流阈值是200mV,B版是500mV,别买错,我一开始拍错了B版,采样电阻算下来差了一倍半,耽误了两天。

3、内置100V启动,省了启动电阻

内置的高压启动电路直接接输入,10mA充电电流给VAUX电容充电,不用外挂大功率启动电阻,而且支持动态自供电(DSS),启动完成后切到辅助绕组供电,效率比外置启动电路高0.2%左右,小体积项目特别友好。

4、最高1MHz频率,支持双向同步

做多路输出或者并联均流的项目太方便了,两个NCP1562的SYNC引脚直接接一起,上电自动选主从,频率最高支持1MHz,要强制主从的话加个二极管就行,不用额外的同步信号电路。


调试踩过的4个坑,大家别再踩了

我翻datasheet的时候漏了几个细节,踩了不少坑,整理出来给大家避坑:

1、UVOV引脚不是普通分压!要算内部灌电流的压降

UVOV引脚是欠压/过压复用的,输入电压上升到UV阈值2V的时候正常工作,升到2.5V之后内部会灌50uA的电流到引脚,算过压阈值的时候不能只按电阻分压算,要按这个公式来: VIN(OV)=VOV*(R1+R2)/R2 + Ioffset*R1 我一开始没注意,直接按普通分压算,结果过压点比设计的低了10V,输入48V的时候频繁触发OV保护,改了电阻值才好。另外这个引脚必须接至少1nF的去耦电容,不然很容易被输入纹波干扰误触发保护。

2、SS软启/软停引脚别乱加上下拉

SS引脚内置了1:10的充放电比,软启慢软停快,我一开始想加快软启速度,给SS脚加了个上拉电阻,结果软停的时候放电电流不够,没法完成软停逻辑,直接硬关输出,炸了一个钳位管。要调速只换SS电容就行,别额外加电阻。

3、VAUX电容要算栅极电荷的电流

DSS模式下,VAUX的放电时间必须比软启时间长,不然软启还没完成,VAUX就掉到7V以下,芯片直接重启。选型的时候要把两个MOS的栅极电荷、5V参考的负载电流都算进去,我一开始用10uF的电容,带两个60nC的MOS,软启到一半就重启,换成22uF就稳了。 另外最好在VAUX和辅助绕组之间加个二极管,防止启动电流倒灌到辅助绕组。

4、模拟地和功率地必须单点接

芯片的GND是模拟地,接参考、分压、定时这些小信号,PGND是功率地,接驱动回路的地,两个地必须单点接在输入滤波电容的地脚上,我一开始铺铜的时候把两个地连在一起了,主MOS开关的时候大电流走模拟地,导致FF前馈斜坡被干扰,占空比乱跳,分开之后就正常了。


选型和开发提醒

  1. 现在NCP1562BDBR2G(TSSOP-16封装的B版)已经停产了,采购的时候别拍错,要TSSOP封装只有A版,SOIC-16的A、B版都还在量产。
  2. 安森美官网上有现成的设计工具,还有AND8273应用笔记,就是48V转3.3V 100W的参考设计,直接套参数就行,省了至少一半的计算时间。

总的来说,这款芯片特别适合有源钳位正激、不对称半桥、低压同步整流的电源场景,外围元件少,保护完善,只要避开上面几个坑,调试起来非常顺,做工业电源、 telecom 电源、车载48V系统的朋友可以试试。 大家用这款芯片的时候有啥问题?评论区聊~

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