在人们的日常作业或日子中，所运用的笔记本或台式电脑一体机等运用并不总是满负载或重负载作业，而是在相当多的时刻内会处于待机或轻载作业形式。在顾客节能认识不断增强及能效法规日趋严厉的当今，电源的轻载或待机能耗功用也越来越受重规划人员注重。本文介绍安森美半导体NCP1937电源办理组合操控器首要特性，协助规划人员规划高能效、低待机能耗（10 mW）的75 W以上功率电源，适用于一体机和笔记本适配器及LED电视电源等范畴。
NCP1937根本特性简介
NCP1937是安森美半导体新近推出的一款组合操控器（Combo Controller），在单芯片中集成了功率因数校对（PFC）操控器及准谐振（QR）反激操控器，能用于规划紧凑、高能效、待机及轻载能耗极低的适配器等电源。
NCP1937具有一些特性，如支撑省电形式（Power Saving Mode， PSM），可将待机能耗下降至低于10 mW。该操控器包括高压发动及有源输入滤波X电容放电电路，协助削减外部元件数量及下降待机能耗。它集成的准谐振操控器带谷底确认功用，供给无噪声作业。NCP1937集成了高压输入欠压检测器，还集成了高压开关，用于断开PFC反应电阻分压器以下降待机能耗。NCP1937支撑9 V至30 V的宽VCC规模，带内置过压维护。它还包括0.5 A/0.8 A源/汲电流门极驱动器。
NCP1937选用SOIC-20封装，图1显现的是其引脚配置图。其间，HV/X2引脚用于高压发动电路输入，还用于输入X电容放电。BO/X2引脚为整个IC履行输入欠压检测，还用于为输入X电容放电并检测线路电压规模。PControl操控PFC传导差错放大器输出，补偿网络衔接此引脚及地，以设定环路带宽。而衔接在PONOFF引脚与地之间的电阻设定PFC封闭阈值。PSTimer引脚进行省电形式操控及定时器调理。更多引脚功用拜见NCP1937数据表。
图1：NCP1937引脚配置图。
NCP1937要害功用详解
NCP1937组合操控器集成了PFC操控器和QR反激操控器。其间，PFC操控器选用临界导电形式（CrM）作业，带谷底开关、稳定导通时刻操控及最大频率钳位功用。某些运用中要求在负载变轻时封闭PFC转换器以优化体系能效。NCP1937中的PFC操控器选用新颖的架构来确认输出功率，并依据输出功率来启用/封闭PFC段。例如，用户可以调理PFC段封闭阈值，而且针对美国及欧洲的沟通电压供给不同的PFC段封闭阈值等级，可以减小输出大电容。PFC操控器的跟从升压架构依据沟通线路电压独立调理PFC输出电压（美国沟通电压输入条件下为250 V，欧洲/亚洲沟通输入条件下为400 V），并下降功率耗散。线路电压前馈功用增加了动态规模，并提高噪声抗扰度。PFC操控器还供给极佳的瞬态负载呼应，由于包括动态呼应增强器（DRE）。软过压维护特性下降负载瞬态期间呈现可听噪声的可能性。其它特性包括：正向电流感测，结合PFC零电流检测（ZCD）；250 kHz频率钳位及轻载时跳周期作业；丰厚的安全维护特性，如快速过压维护（OVP）、PFB引脚开路维护、升压及旁路二极管短路检测。
反激操控器选用准谐振峰值电流形式作业，带谷底确认功用。准谐振反激操控器开关驱动器（QDRV）封闭期间推迟3 µs，消隐漏电流振铃效应。反激操控器内置4 ms软发动，包括128 ms定时器用于短路检测（供给主动康复或闩锁挑选）。反激操控器支撑轻载作业形式，在第4个谷底后选用压控振荡器（VCO）作业形式，最低频率被限制为 23.5 kHz；负载更轻时逼迫进入跳周期形式，进一步节约能耗（见图2）。其它特性包括ZCD引脚上结合过功率补偿等。
图2：NCP1937中的QR反激操控器在不同反应输入电压条件下的作业谷底。
依据NCP1937的85 W适配器演示板功用测验
安森美半导体依据NCP1937组合操控器开发了一款85 W适配器演示板（见图3）。该演示板可作业在宽规模输入电压条件下，供给20 V的额外输出电压。演示板除了运用NCP1937，还运用安森美半导体NCP4303次级端同步整流操控器供给次级端同步整流，并运用安森美半导体用于低待机能耗电源适配器的NCP4355次级端操控器进行次级端空载检测操控。
图3：依据NCP1937、NCP4303和NCP4355的85 W低待机能耗适配器演示板。
图4显现了此演示板在不同输出功率条件下的能效测验数据及曲线图。测验显现，这85 W演示板在115 Vac、92.99 W输入功率（Pin）条件下，能效达91.28%；在230 Vac、91.85 W Pin条件下，能效达92.41%；平均能效高达90.18%。
此演示板在轻载条件下的能耗极低，也供给较高能效。如在115 Vac、5.027 W Pin条件下，能效达79.85%；而在115 Vac、11.640 W Pin条件下，能效达85.91%。而在230 Vac、5.055 W Pin条件下，能效达79.13%；在230 Vac、11.869 W Pin条件下，能效达84.25%。
图4：依据NCP1937的85 W适配器演示板供给高达90.18%的平均能效。
如前所述，NCP1937包括共同的省电形式（PSM），可以用于在空载条件下将适配器待机能耗降至最低。PSM作业选用外部操控信号来操控。实际上，次级端操控器NCP4355感测电源（VOFFDET）的输出负载。当检测到轻载条件时，操控器将经过光耦发送信号，指令NCP1937进入省电形式。指令信号经过将PSTimer引脚拉至高于3.5 V阈值，迫使操控器进行省电形式（PSM）。而在PSM下，VCC将可以放电，直至抵达稳压点。实际上，NCP1937经过每半个周期替换导通HV/X2及BO/X2发动电路，将VCC稳压至VCC（PS_on），一般是11 V。此85 W演示板选用双线衔接时测得的数据显现：115 Vac时，NCP1937在省电形式能耗仅为4.82 mW；265 Vac时，NCP1937在省电形式下的能耗为8.68 mW。
图5：进入省电形式（PSM）的波形
值得一提的是，为了契合安规，AC-DC电源有必要在插头从沟通插座拨出后小于1秒时刻内完结主动对EMI输入滤波器X2电容放电。为了契合此要求，一般运用一串高阻抗电阻与电容并联。但这电阻链耗费约25 mW的输入功率，在空载条件下这25 mW尤为扎眼。为了有效地给X2电容放电，一起下降空载能耗，安森美半导体的计划是经过内部开关来检测沟通衔接情况并给电容放电，节约空载能耗。NCP1937给X2电容放电的过程是：
1） 检测到移除沟通电压（拨出AC插头）时，BOX2及HVX2引脚上的电压变为静态。额外的95 ms定时器计时有必要用完，以使操控%&&&&&%通报沟通电压已移除。通报沟通线路移除时驱动脉冲中止。
2） Vcc电压由内部下拉电流源（额外电流11.5 mA）放电至Vcc（off）阈值。
3） 一旦Vcc被下拉至Vcc（off），发动电流源以额外3.75 mA电流导通，并将X2电容中存储的电荷传输至Vcc电容。
依据VCC电容与X2电容的相对尺度巨细 ，有可能使Vcc电压抵达Vcc（on）阈值并重启操控器。然后有必要再次检测到移除沟通线路。
图6：NCP1937经过检测沟通条件来给X2%&&&&&%放电，节约空载能耗
NCP1937也能在较高负载条件下供给优异的功率因数。测验显现，此85 W演示板在115 Vac条件下50%、75%和100%负载时的功率因数别离达0.978、0.984和0.985；在230 Vac条件下75%和100%负载时的功率因数别离达0.943和0.956。
小结：
安森美半导体的NCP1937组合操控器集成了PFC操控器和准谐振反激操控器，是一款高能效、低待机能耗（可低于10 mW）的计划，合适75 W以上功率的电源运用，如笔记本及台式一体机电源适配器。本文介绍了NCP1937的要害特性以及依据NCP1937开发的85 W电源适配器演示板能效测验成果，阐释了部分要害功用的作业原理，协助规划人员更好了解这组合操控器的特性及优势，以开发高能效、低待机能耗的75 W以上电源计划。
