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使用电池电源的便携系统的低功率设计的几个注意事项 今天IoT物联网时代, 越来越多的设计被引入到, 使用电池能量的便携电子设备设计. 此时, 低功耗特性往往成为系统设计最重要的核心之一, 完成系统基础功能后, 几乎全部设计都将围绕低功耗的目的进行优化. 提前对系统的低功耗特性的架构做准备, 以便在项目实施中, 按照用户要求与系统设计之最初的计划实现, 就成为我们本文讨论的主要目标. 而系统的低功耗效果的实现, 往往是硬件+软件的共同作用与调整的结果, 我们在以下建议中, 并不对硬件修改或者软件优化, 或者两者之间合作式的共同调整作类型区分, 仅仅进行近似随手的方法枚举, 毕竟这是博文而不是论文.  *o* 1. 简化硬件接口电路 在市电设备或其他用电环境,  特别是车载设备的设计中, 由于工作环境的不同, 设备的电路模块与MCU之间, 往往具有简单到复杂的不同类型的接口电路.  有的可能仅仅使用三极管隔离, 有的设计则甚至会引入专用的隔离 module; 所隔离与保护的分立电路部分, 可以是易受干扰的模组,  也甚至可能是可装卸的外部有线外置传感模块.  而在电池能源供应的便携系统中, 小型化往往是设计的重要指标,  PCB板走线的长度有限, 外部外置连接模块的线长有限. 这自然排除了外部电源波动(而且一般的电池往往表现为低内阻的特性),  以及外部电磁环境的爆发式剧烈冲击(举例: 某区域电网的突然停电与恢复来电时, 在大范围地理区域内对各型用电设备造成的强烈电磁干扰).  因此, 简化各类型的接口电路则可带来相应的功耗的减小(这并不意味着设计放弃所有的电路保护设计). 2. MCU工作在Sleep Mode 自从  2000 年代以来, 大量的专业的转型的中国大陆电子工程师, 迄今设计工作经验超过十载, 二十载者不在少数. 多数电子设备的设计,  已经开始从初学者形态, 向炉火纯青的设备设计构型进行演化. 由于工作经验与接触的项目增加, 即便对应较简单的电子电路设计, 有经验的工程师,  也往往会在设计中加入不止一颗 uController, 它们往往分担系统的主要功能, 附属功能, 接口功能, 监控功能等.  因此, 无论使用低阶的4bit MCU , 还是引入了 cortex A 系列的应用处理器, 系统设计均应使其在 system idle 状态下进入 Sleep Mode. 不能进入 Sleep Mode 的 MCU 几乎是不存在的. 即便是低位的  uController, 无法使用普通的 wake up mode, 也甚至可以通过简单的内置 watchdog 的 reset event,  重新 wakeup. 而这种状态下的 reset, 仍应视作 uController 从 Sleep Mode 下 wakeup, 而并非类似  system 的掉电复位(POR).  让我们仔细思考并预先猜测, 这将带来何等重要的系统功耗的降低.  即便是使用 4MHz system 振荡频率工作的低位MCU, 也许在 2.5V 的工作电压下, 都将消耗 250uA  左右的工作电流(数据均为举例). 而将其拉入 Sleep Mode(停振系统振荡, 仅保留 RTC 振荡或 watchdog 电路RC振荡) ,  或者可将低位 uController 的工作电流从上述 250ua 降低至数个 ua 级别. 3. 尽量避免使用上拉下拉而直接驱动 保持接口通讯的高电平,  使用上拉电阻似乎是可靠稳定的设计方式. 但是在使用电池的设备中, 即使是 10k 电阻上拉到 3.3V, 也都意味着 0.3ma  的多余工作电流消耗. 而这对某些 idle 状态都需要保持上拉的信号channel 来说, 简直是糟透了.  使用  MCU 直接进行高电平上拉是一个代替的方法. 但某些电路模块或IC 的接口, 往往表现为开漏的特性, 典型接口方式推荐为外部上拉. 此时,  MCU 应考虑尽量缩短通讯时刻的指令执行窗口, 在 idle 状态下将通讯channel 定义为 input status,  以最大限度节省通讯时带来的高功耗.  这种无需上拉的设计, 出于市电或其他外部电源供应下的习惯, 被随手定义的信号上拉电路, 看来不是在电池便携系统设计中的好习惯.  4. 来自保护器件ESD管的消耗 信号保护的ESD管,  以及电源保护Channel 上的 TVS 管, 往往在 datasheet 给出 1ua 甚至更多的 Ir 的数据. 因此, ESD,  TVS管的选型, 都需要我们阅读 datasheet. 而那些粗率写就的 datasheet, 往往标注一个 max 的 ua 值,  这总能给低功耗系统设计工程师的内心, 带来天雷滚滚的感觉. 这也许就需要额外实践的应用与测试的结果. 5. 机械开关的锈蚀损耗 机械开关会锈,  它会锈. 真可惜, 原来金属会锈. 寻找防潮防锈的电子机械开关元器件是如此困难, 这给我们的提示是,  中国大陆的普通便携电子产品的设计与其应用环境很多都似是不讲究工作时限, 或厂家抱着数年或更短时间,  用户将淘汰更换他们手中的电子产品的心态考虑的.   一般来说, 普通的开关的金属部件上都应用镀银工艺,  我们似有必要向供应商提出该工艺与仓库成型产品后保存环境的质疑. 而对那些动辄去市场随意购买几分钱的开关的设计项目时,  我们是否考虑到简单的开关隐藏的市场工艺价格等共同作用的现实, 它可能使你拿到廉价但可能锈蚀的开关.  而开关中的码片构件是这样精细微小--也许带来再加工的工艺困难. 但在某些可靠性重要的应用中,  工程师仍然可以向可靠供应商要求其他连接部件镀以厚银的工艺. 如果这些你都做不到, 那么去沃尔玛购买 WD-40 进行出厂前保护,  并提示客户长期使用后的WD-40维护, 或许这应是作为工程师的责任. 6. uController 未使用的 PINs 定义为output 并输出高电平或低电平 有经验的工程师, 应该将该动作选择为 step0.  因为, 定义为 input (或者未做任何定义, mcu reset 将未使用的 pin 脚一般都定义为 input) 的 PIN 脚, 理论上等效一根天线 -- 它用来接收宇宙中的各种射线或的电磁场信号. --这根本不是开玩笑. 因为电子设备开机获得  ramdom 信号如此之难(而有的电子设计对随机数的要求是强制的, 比如必须要求开机获得某随机数以获得某种分布式系统中的避免冲突之应用).  获得 ramdom 数的手段有很多, 举个例子, 我们可以从 unused pin 中, 在 pcb 板上走出一根长走线, 它扮演天线的角色,  读取该引脚的 adc 电平数据, 拿到随机数就成为实现 ramdom 的现实手段之一.  而  uController 内部的 Pins 的 input 电路设计, 我们完全可以猜测这种随机的反转次数之多, 影响系统功耗范围之广泛. 因此,  简单的效果表现为, 浮空的 unused pins 将表现为不定的电流消耗. 而未使用且在PCB上进行走线的 unused pin,  尤其能表现这种无序的功耗损耗. 作为有经验的工程师, 在设计之初, 将该类 unused pins 定义为 output 并明确输出 高/低  电平, 将消除这类不定的电流消耗, 且让工程师在其后的功率优化调试中, 能够获得稳定的数据改变.  而不会今天与明天开机的电流消耗值表现为似乎天色般易变的不同.  视项目与实施的不同, 这种定义 unused pins 的步骤, 也许给我们带来 0.1~0.2ma 的改变, 也许在不同时间不定的易变值中, 带来更大的功耗节省, 并能使工程师消除系统的工作电流, 在不同时间段开机时发生无序变化的疑惑. 7. LDO 的选型 不同的厂家的  datasheet 的阅读, 会带来相当不同的体验. 特别是它们对各自的 Iq 的宣称与定义之时. 有的 LDO 厂商谨慎给出 Iq  数据但不作任何解释; 有的LDO 厂商管它明确的称呼Low Power 消耗; 有的LDO厂商称呼 Iground; 有的 LDO 厂商的  datasheet 甚至没有 Iq 参数, 仅仅列出在 without load 的情况下, Vin 与 Vout 存在一定差值的工作电流结果.  如果TI最有权威性的话, 那么 Iq 与 Iground with output 0mA 之间, 可以建立 = 关系.  姑且不考虑 Iq 的定义, 我们围绕这个数据的本身讨论, 它一般从 0.8ua ~ 数十ua.  因此, 选型正确的 LDO, 在低功耗设计中是件重要的事情. 8. 其他电子器件 并非仅仅  LDO, 当我们将目光投向系统中的全部应用 IC, 并一一检查其 datasheet. 有趣的数据还能得到很多. 一个简单的例子: ​ ​  也许一颗电压监控IC, 实现低压阈值突变输出功能. 不同的厂家能给出 35ua - 150nA 的巨大改变. 这提示我们谨慎并且耐心检查  system 中每型器件的 datasheet. 以上就是设计电池能量供应的低功耗电子设计中, 我们想到的几个需要注意的事项. 希望工程师朋友们在设计伊始, 就能避免上述事项中提及的明显增加工作电流的误区.

引言 如果要设计一种负责测量多个模拟电压(但不是所有同时测量)的系统，可以通过把测量结果多路复用为单个输出信号来简化下游电路，随后采用共享组件对原始电压电平进行串行处理和数字化。这么做的好处是信号链路组件的数目和尺寸将比采用“按每个通道进行设计”时所需的小得多。正确地实现一种多路复用解决方案需要注意几个细节，特别是假如您希望在通道之间实现快速切换、进行准确的测量和保持低功耗。 快速响应 多路复用增加了组合信号的频率含量，这是因为当每次多工器切换通道，多路转换信号都将改变数值。即使输入信号并没有快速地变化，多路转换信号也会快速改变，因此位于多工器之后的任何电路都必须对这些转换做出快速响应。例如，倘若输出信号在读取下一个通道之前未完全稳定至目标准确度，则某个给定通道的测量值会取决于前一个通道的数值，这相当于通道至通道串扰。 由于多工器的导通电阻不是零，因此常常需要采用一个运放来缓冲输出。图1示出了一款多路转换的电路，其在MUX之前给每个通道布设一个运放，而在MUX之后则安置一个共享运放。这里我们考虑的是下游共享运放的性能。 图1：多路转换的系统。位于输入端的LT6011缓冲器具有高输入阻抗。位于MUX之后的LT6020能在MUX改变通道时快速转换。LT6020特殊的输入电路可避免在MUX输入端上出现电压毛刺 具有低功耗的运放之速度往往很慢。特别地，运放的摆率通常与运放的电源电流紧密相关。这是因为可用于给内部电容器充电的电流占运放总电源电流的一个固定比例。 另一方面，LT6020运放的摆率要比您依据其低电源电流所预计的高得多。该器件实现这一非凡功能的方法是根据输入阶跃的大小来调节摆率，因此大输入阶跃和小输入阶跃的处理速度一样快。 图2a和2b比较了LT6020和一款具有相似功耗的传统运放对于瞬态阶跃响应的影响。对于传统的运放，大信号响应比小信号响应慢得多。然而LT6020对一个10V阶跃和一个±200mV阶跃的响应一样干净。由于具有这种快速转换和迅速稳定至一个新数值的能力，加上仍然仅吸收100μA的电源电流，因而使得LT6020成为布设在多工器之后的缓冲器之上佳选择。 图2a：对于小的输出信号，LT6020的运作情况与具有相同功率级别的其他运放相似。响应受增益带宽的支配。 图2b：对于大的输出信号，与功率级别相似的其他运放相比，LT6020维持了信号保真度。响应受摆率的支配。 图3a：一旦控制信号(上方扫迹)改变MUX通道，LT6020输出(下方扫迹)将从前一个通道上的电压转换至下一个通道。中间的扫迹显示的是至多工器的输入，其几乎没有电压毛刺。 图3b：与图3a相同的配置，但是在多工器之后布设了一个传统运放(LT6011)。至多工器之输入上的信号(中间扫迹)表明：由于有电流流过多工器并进入运放的保护二极管，因此出现了明显的毛刺。 避免毛刺 即使安放在多工器之后的运放足够快，但还有另一个重要细节常常被忽视。大多数高精度运放都具有跨接在输入级两端的内部保护二极管，旨在避免给输入级上敏感的双极晶体管施加反向偏置。当多工器从一个通道切换至下一个通道时，一个终端上的输入电压快速改变，而输出(因此包括反馈节点)则尚未改变。这将导致一个大的电流尖峰流过内部保护二极管。这个电流来自哪里呢?其一定来自于连接至多工器之输入的电路。如果该电路为高阻抗，或者速度缓慢，那么此电流尖峰将引起一个电压毛刺。系统的输出随后将试图跟随该输入电压毛刺，所以直到此电压毛刺自行化解之后输出才能准确地稳定。 LT6020运放提供了一款针对该问题的独特解决方案。其输入器件不仅非常准确，而且具备足够的坚固性以容许超过5V的反向偏置。于是，负责保护输入的是一对背对背齐纳二极管，而不是内部保护二极管。因此，对于5V或以下的输入阶跃，不会出现电流尖峰。如图3a和3b所示，LT6020运放在传感器的输出上几乎未引起电压毛刺，而传统的高精度运放(以LT6011为例)则会引起一个大的电压毛刺。 结论 把高精度信号正确地多路复用为一个输出信号需要谨慎地关注细节。LT6020利用一组独特的特性简化了多路复用解决方案的设计。例如，其摆率与处于这种低电源电流水平的其他运放相比要快得多，从而使之能够对通道变化做出快速响应。另外，其独特的输入保护方案还可避免出现电流尖峰，而当采用传统的高精度运放时，这种电流尖峰将在通道切换期间引起上游干扰。

近年来，世界各国政府为了因应全球气候变暖，纷纷制定更严格的高能效法规与标准，提升电源能效，降低能耗，以期减轻对环境的压力。安森美半导体身为全球领先的半导体供应商，积极推动高能效创新，提供宽广阵容的高能效电源产品及方案，涵盖从高集成度功率因数控制器、AC-DC控制器、DC-DC控制器，到分立MOSFET、整流器、IGBT等，以及智能功率模块(IPM)和功率集成模块(PIM)等，用于计算机、消费(电视机、DVD、机顶盒、游戏机等)、白家电、电信、工业及LED照明等重点应用，符合或超越各种能效规范。 本文重点围绕市场上的低功率应用，如消费类电器/白家电辅助电源、待机隔离电源、电表/智能电表电源、辅助电源、调制解调器/路由器AC-DC适配器、低功率LED照明、工业设备控制等，介绍安森美半导体涵盖2W到25W功率范围的高能效AC-DC开关稳压器方案。 图1：市场上常见的低功率AC-DC开关稳压器应用。 安森美半导体提供一系列高能效固定频率脉宽调制(PWM)电流模式开关稳压器，包括： √ NCP1010及NCP1011，用于0至5W应用； √ NCP1012、NCP1013、NCP1014和NCP1015，用于5W至10W应用； √ NCP1027及NCP1028，用于5W至15W应用； √ NCP1070、NCP1071、NCP1072、NCP1075、NCP1076及NCP1077，用于3W至15W应用； √ NCP1124、NCP1126及NCP1129，用于10W至30W应用； √ NCP1136，用于15W至20W应用。 其中，NCP107x、NCP112x及NCP1136是新的开关稳压器产品，也是本文探讨重点。这些产品中，NCP107x集成了700V高压MOSFET开关，NCP112x集成了强固的650V高压MOSFET，而NCP1136集成了800V高压MOSFET。 【 分页导航 】 第1页：高能效固定频率PWM电流模式开关稳压器系列 第2页：NCP107x系列700V单片集成开关稳压器 第3页：NCP112x系列650V单片开关稳压器 第4页：NCP1136 800V单片开关稳压器 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 1) NCP107x系列700V单片集成开关稳压器 NCP107x系列单片开关稳压器采用PDIP-7或SOT-223封装，与NCP101x系列引脚对引脚兼容。NCP107x系列采用电流模式65/100/130kHz固定频率工作，用于3W至15W功率的应用，如平板电视辅助电源、白家电、电表等。 这系列器件支持频率反走及跳周期模式，提升电源轻载能效。这系列器件还具有内置高压启动功能，支持动态自供电(DSS)，提供无损耗的启动序列。这系列器件的其它特性包括：短路保护、1ms软启动、频率抖动、Vcc引脚过压保护等。NCP1070和NCP1071集成了导通阻抗为22Ω的MOSFET，峰值电流分别250mA和350mA。NCP1072和NCP1075的MOSFET导通阻抗为11Ω，峰值电流分别为250mA和450mA。NCP1076和NCP1077的MOSFET导通阻抗为4.3Ω，峰值电流分别为650mA和800mA。 安森美半导体基于NCP107x开发了一系列参考设计。图2显示的是基于NCP1075/2的5至10W参考设计，针对智能电表、电表及白家电应用。这参考设计提供较高能效，同时提供低空载待机能耗。这参考设计演示板还提供低成本感测电路选择。 图2：用于智能电表、电表及白家电等应用的NCP1072/5 5到10W参考设计。 基于NCP1075的双路输出8W参考设计(见图3)，提供优异的能效水平及互稳压性能，用于白家电及工业设备等应用。 图3：用于白家电、工业设备等应用的NCP1075 8W双路输出参考设计。 基于NCP1070/1的参考设计(见图4)典型输出电压为5V，输出电流1A，提供80%的能效，适合低功率AC-DC适配器及消费电子应用。 图4：用于低功率AC-DC适配器、消费电子等应用NCP1075 2到5W参考设计。 基于NCP1076/7的20W参考设计典型能效达80%，适合白家电及工业等应用。 图5：基于NCP1076/7的20W参考设计。 基于NCP1075的12W参考设计采用抽头(tapped)电感来隔离交流信号，提高MOSFET工作的占空比，提高系统能效及电路性能。这参考设计适合白家电、电表及工业设备等应用。 图6：基于NCP1075的12W抽头电感降压参考设计。 为了配合采用极高交流主电源电压供电的低功率应用，安森美半导体还提供基于NCP1075、带预稳压器的15W参考设计。这采用设计采用专利的电路应用，支持在2相(而非相位和中性点)之间供电，而没有相应双输入大电容及相应高电源电压的缺点，帮助降低BOM成本。 图7：基于NCP1075开关稳压器和200V预稳压器的极宽电压范围15W参考设计。 【 分页导航 】 第1页：高能效固定频率PWM电流模式开关稳压器系列 第2页：NCP107x系列700V单片集成开关稳压器 第3页：NCP112x系列650V单片开关稳压器 第4页：NCP1136 800V单片开关稳压器 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 2) NCP112x系列650V单片开关稳压器 NCP112x系列峰值电流模式单片开关稳压器内置650V额定雪崩能量MOSFET，采用65kHz或100kHz开关频率工作，采用PDIP-7封装，适合平板电视辅助电源、白家电、电表等应用。 这系列产品中，NCP1124和NCP1126分别集成导通阻抗为9Ω和6Ω的MOSFET，能够提供达15W输出功率；NCP1129集成2Ω MOSFET，能提供达25W输出功率。这系列器件在轻载条件下频率能够反走至26kHz及采用跳周期模式工作，帮助提升轻载能效。NCP112x支持正常及频率反走条件下的频率抖动，改善电磁干扰(EMI)性能。其它特性包括内置4ms软启动、可调节限流及低空载待机能耗(100mW)等。 安森美半导体基于NCP1126开发了20W参考设计。这参考设计提供5V输出电压及最大5A输出电流，采用外部补偿来优化输出负载，待机能耗极低。 图8：基于NCP1126的20W参考设计提供极低待机能耗。 基于NCP1129的20W参考设计提供12V输出电压及连续1.6A电流，同样提供高能效和极低待机能耗，适合白家电、电表、智能电表等应用。 图9：基于NCP1129的20W参考设计适合白家电、电表/智能电表等应用。 【 分页导航 】 第1页：高能效固定频率PWM电流模式开关稳压器系列 第2页：NCP107x系列700V单片集成开关稳压器 第3页：NCP112x系列650V单片开关稳压器 第4页：NCP1136 800V单片开关稳压器 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 3) NCP1136 800V单片开关稳压器 NCP1136单片集成开关稳压器与NCP112x系列引脚对引脚兼容，其特性与NCP112x类似，均采用PDIP-7封装，集成额定雪崩能量MOSFET，同时具有轻载时频率反走、跳周期、快速软启动、可调节限流及低空载待机能耗等特性，适合平板电视辅助电源、白家电、消费电子及电表等应用。不同的是，NCP1136集成的是3.7Ω导通阻抗、800V MOSFET。基于NCP1136的20W参考设计在宽负载范围条件下提供高能效，并提供低待机能耗(图10)。 总结 安森美半导体为市场上的低功率应用提供宽广阵容的AC-DC开关稳压器产品，用于白家电、消费电子、电表/智能电表、工业控制等多种应用。安森美半导体还基于这些产品开发了一系列参考设计，不仅在典型负载范围下提供高能效，还提升轻载能效，降低空载待机能耗。设计人员利用这些产品及参考设计，能够更快地开发高能效的低功率电源应用，并在市场上占据更有利位置。 表1：安森美半导体低功率开关稳压器特性及典型应用小结。 表2：安森美半导体低功率开关稳压器参考设计(在www.onsemi.cn上输入设计文档编号以搜寻)。 供稿：安森美半导体 【 分页导航 】 第1页：高能效固定频率PWM电流模式开关稳压器系列 第2页：NCP107x系列700V单片集成开关稳压器 第3页：NCP112x系列650V单片开关稳压器 第4页：NCP1136 800V单片开关稳压器 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载

近年来，世界各国政府为了因应全球气候变暖，纷纷制定更严格的高能效法规与标准，提升电源能效，降低能耗，以期减轻对环境的压力。安森美半导体身为全球领先的半导体供应商，积极推动高能效创新，提供宽广阵容的高能效电源产品及方案，涵盖从高集成度功率因数控制器、AC-DC控制器、DC-DC控制器，到分立MOSFET、整流器、IGBT等，以及智能功率模块(IPM)和功率集成模块(PIM)等，用于计算机、消费(电视机、DVD、机顶盒、游戏机等)、白家电、电信、工业及LED照明等重点应用，符合或超越各种能效规范。 本文重点围绕市场上的低功率应用，如消费类电器/白家电辅助电源、待机隔离电源、电表/智能电表电源、辅助电源、调制解调器/路由器AC-DC适配器、低功率LED照明、工业设备控制等，介绍安森美半导体涵盖2W到25W功率范围的高能效AC-DC开关稳压器方案。 图1：市场上常见的低功率AC-DC开关稳压器应用。 安森美半导体提供一系列高能效固定频率脉宽调制(PWM)电流模式开关稳压器，包括： √ NCP1010及NCP1011，用于0至5W应用； √ NCP1012、NCP1013、NCP1014和NCP1015，用于5W至10W应用； √ NCP1027及NCP1028，用于5W至15W应用； √ NCP1070、NCP1071、NCP1072、NCP1075、NCP1076及NCP1077，用于3W至15W应用； √ NCP1124、NCP1126及NCP1129，用于10W至30W应用； √ NCP1136，用于15W至20W应用。 其中，NCP107x、NCP112x及NCP1136是新的开关稳压器产品，也是本文探讨重点。这些产品中，NCP107x集成了700V高压MOSFET开关，NCP112x集成了强固的650V高压MOSFET，而NCP1136集成了800V高压MOSFET。 【 分页导航 】 第1页：高能效固定频率PWM电流模式开关稳压器系列 第2页：NCP107x系列700V单片集成开关稳压器 第3页：NCP112x系列650V单片开关稳压器 第4页：NCP1136 800V单片开关稳压器 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 1) NCP107x系列700V单片集成开关稳压器 NCP107x系列单片开关稳压器采用PDIP-7或SOT-223封装，与NCP101x系列引脚对引脚兼容。NCP107x系列采用电流模式65/100/130kHz固定频率工作，用于3W至15W功率的应用，如平板电视辅助电源、白家电、电表等。 这系列器件支持频率反走及跳周期模式，提升电源轻载能效。这系列器件还具有内置高压启动功能，支持动态自供电(DSS)，提供无损耗的启动序列。这系列器件的其它特性包括：短路保护、1ms软启动、频率抖动、Vcc引脚过压保护等。NCP1070和NCP1071集成了导通阻抗为22Ω的MOSFET，峰值电流分别250mA和350mA。NCP1072和NCP1075的MOSFET导通阻抗为11Ω，峰值电流分别为250mA和450mA。NCP1076和NCP1077的MOSFET导通阻抗为4.3Ω，峰值电流分别为650mA和800mA。 安森美半导体基于NCP107x开发了一系列参考设计。图2显示的是基于NCP1075/2的5至10W参考设计，针对智能电表、电表及白家电应用。这参考设计提供较高能效，同时提供低空载待机能耗。这参考设计演示板还提供低成本感测电路选择。 图2：用于智能电表、电表及白家电等应用的NCP1072/5 5到10W参考设计。 基于NCP1075的双路输出8W参考设计(见图3)，提供优异的能效水平及互稳压性能，用于白家电及工业设备等应用。 图3：用于白家电、工业设备等应用的NCP1075 8W双路输出参考设计。 基于NCP1070/1的参考设计(见图4)典型输出电压为5V，输出电流1A，提供80%的能效，适合低功率AC-DC适配器及消费电子应用。 图4：用于低功率AC-DC适配器、消费电子等应用NCP1075 2到5W参考设计。 基于NCP1076/7的20W参考设计典型能效达80%，适合白家电及工业等应用。 图5：基于NCP1076/7的20W参考设计。 基于NCP1075的12W参考设计采用抽头(tapped)电感来隔离交流信号，提高MOSFET工作的占空比，提高系统能效及电路性能。这参考设计适合白家电、电表及工业设备等应用。 图6：基于NCP1075的12W抽头电感降压参考设计。 为了配合采用极高交流主电源电压供电的低功率应用，安森美半导体还提供基于NCP1075、带预稳压器的15W参考设计。这采用设计采用专利的电路应用，支持在2相(而非相位和中性点)之间供电，而没有相应双输入大电容及相应高电源电压的缺点，帮助降低BOM成本。 图7：基于NCP1075开关稳压器和200V预稳压器的极宽电压范围15W参考设计。 【 分页导航 】 第1页：高能效固定频率PWM电流模式开关稳压器系列 第2页：NCP107x系列700V单片集成开关稳压器 第3页：NCP112x系列650V单片开关稳压器 第4页：NCP1136 800V单片开关稳压器 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 2) NCP112x系列650V单片开关稳压器 NCP112x系列峰值电流模式单片开关稳压器内置650V额定雪崩能量MOSFET，采用65kHz或100kHz开关频率工作，采用PDIP-7封装，适合平板电视辅助电源、白家电、电表等应用。 这系列产品中，NCP1124和NCP1126分别集成导通阻抗为9Ω和6Ω的MOSFET，能够提供达15W输出功率；NCP1129集成2Ω MOSFET，能提供达25W输出功率。这系列器件在轻载条件下频率能够反走至26kHz及采用跳周期模式工作，帮助提升轻载能效。NCP112x支持正常及频率反走条件下的频率抖动，改善电磁干扰(EMI)性能。其它特性包括内置4ms软启动、可调节限流及低空载待机能耗(100mW)等。 安森美半导体基于NCP1126开发了20W参考设计。这参考设计提供5V输出电压及最大5A输出电流，采用外部补偿来优化输出负载，待机能耗极低。 图8：基于NCP1126的20W参考设计提供极低待机能耗。 基于NCP1129的20W参考设计提供12V输出电压及连续1.6A电流，同样提供高能效和极低待机能耗，适合白家电、电表、智能电表等应用。 图9：基于NCP1129的20W参考设计适合白家电、电表/智能电表等应用。 【 分页导航 】 第1页：高能效固定频率PWM电流模式开关稳压器系列 第2页：NCP107x系列700V单片集成开关稳压器 第3页：NCP112x系列650V单片开关稳压器 第4页：NCP1136 800V单片开关稳压器 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 3) NCP1136 800V单片开关稳压器 NCP1136单片集成开关稳压器与NCP112x系列引脚对引脚兼容，其特性与NCP112x类似，均采用PDIP-7封装，集成额定雪崩能量MOSFET，同时具有轻载时频率反走、跳周期、快速软启动、可调节限流及低空载待机能耗等特性，适合平板电视辅助电源、白家电、消费电子及电表等应用。不同的是，NCP1136集成的是3.7Ω导通阻抗、800V MOSFET。基于NCP1136的20W参考设计在宽负载范围条件下提供高能效，并提供低待机能耗(图10)。 总结 安森美半导体为市场上的低功率应用提供宽广阵容的AC-DC开关稳压器产品，用于白家电、消费电子、电表/智能电表、工业控制等多种应用。安森美半导体还基于这些产品开发了一系列参考设计，不仅在典型负载范围下提供高能效，还提升轻载能效，降低空载待机能耗。设计人员利用这些产品及参考设计，能够更快地开发高能效的低功率电源应用，并在市场上占据更有利位置。 表1：安森美半导体低功率开关稳压器特性及典型应用小结。 表2：安森美半导体低功率开关稳压器参考设计(在www.onsemi.cn上输入设计文档编号以搜寻)。 供稿：安森美半导体 【 分页导航 】 第1页：高能效固定频率PWM电流模式开关稳压器系列 第2页：NCP107x系列700V单片集成开关稳压器 第3页：NCP112x系列650V单片开关稳压器 第4页：NCP1136 800V单片开关稳压器 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载