基于NCP1337准谐振电源的分析和设计

3 15V／60W电源设计实例
本文利用NCPl337设计的准谐振开关电源，是使用在工业平缝机控制器中的电源部分，代替传统的线性电源，由于其体积小，可以节省空间，输出电压比较稳定，因为工业电网其电压波动很大，在使用变压器时输出电压波动大，控制可靠性下降，而开关电源则对输入波形要求不高，输入电压变化使得输出电压影响不大。其技术要求为：交流输入电压90～265V，直流输出电压15V。电路原理图如图4所示，这里将电源输入电路部分简化，只用Uin代表交流电整流后输入的直流电，而次级绕组输出为15V直流电，其最大功率可达60W。由图可以看到，此开关电源部分外围元件很少，并且没有外接谐振电容，使得设计更加简单、方便。下面对其中的电路做简要的说明：

1)尖峰电压吸收电路
VD2、C4和R17组成尖峰电压吸收电路，起主要作用是用来吸收MOSFET功率开关管在关断时产生的上升沿尖峰电压能量，减少尖峰电压幅值，防止功率开关管过压击穿。
2)输入欠压电压保护和过载补偿电路
芯片所特有的输入电压监测功能，通过R1、R2、R3、C2检测输入电压来实现输入过欠压保护，电阻R4用来设定过载补偿的深度。
3)辅助电源电路
NCPl337虽然有内部自供电系统，但是为了驱动大电流MOSFET，仍需要增加辅助电源。VD3、R9、C6、VD5、VT2和VD1构成了辅助供电电路。
4)次级整流滤波电路
由于没有严格的EMI要求，这里只简单的使用了VD4和C7作为整流控制电路，并使用C8，C9和L1组成15伏整流滤波电路。
5)隔离电压反馈取样电路
U2、U3、R12、_R13、R14、C5、R15、和R16等组成次级电压反馈电路，电阻R15、R16来设定电压大小，具体值为2．5×(1+R15/R16)。
6)其它器件
R7、R8、R10和R11组成MOSFET驱动和电流采样电路，VT1为2．5安900伏高压MOSFET功率开关管，U1为NCPl337准谐振PWM控制器。T1为PQ32／20铁氧体磁芯高频功率开关变压器。C9为安规Y1电容。
7)实验结果
根据上面的原理图，制作实际的开关电源，并对不同负载情况进行分析研究，波形图由图5、图6和图7显示。图5是空载运行图，可以看出芯片工作在软跳周期模式，而且启动都内部软化，即软启动运行。图6是20W负载波形图，其开关频率为124kHz，图7是30W负载波形图，其开关频率为127kHz。对比发现，当负载变化时，其开关频率也相应变化，谐振次数减小了，但是开关都能在谷底值开通，使得电源工作在准谐振模式。这样开关电源的导通损耗将会减小，减小EMI干扰。

4 结束语
通过对NCPl337的研究使用，表明采用准谐振技术的开关损耗、待机功率等方面都很突出，可以实现高效，低功耗，低成本等中小功率电源设计要求。