利用固定导通时间控制器进行设计，优化开关电源轻载能效

图1：固定导通时间(FON)架构的工作原理。

与固定开关频率架构一样，固定导通时间架构也支持CCM和DCM这两种工作模式。它在这两种模式下的输出功率计算公式如下图所示。如上所述，峰值电流Ipeak通过控制器来保持恒定，开关频率Fsw则由反馈回路进行控制，而要适应不同的输出功率需求，开关频率会发生变化来满足图2中的等式。在缺少回路控制(短路，启动)时，开关频率会被钳位。

图2：FON控制器在不同工作模式下的输出功率计算。

在满载条件下，开关频率则会增加，直至其碰到时序电容Ct钳位。而在轻载条件下，峰值电流减小，开关频率下降，这就限制了可听噪声的问题。在轻载时，由于开关频率的下降，与开关频率相关的损耗，如功率MOSFET输出电容Coss和门电荷损耗以及泄漏感抗损耗也会减少。这样一来，开关电源在轻载条件下的能效也会提高。因此，我们也可以得出结论，固定导通时间(FON)控制器可大幅提高开关电源在轻载条件下的能效。图3对不同PWM控制器架构进行了比较。

图3：反激开关电源中PWM控制器所涉及的不同控制器架构比较。

瞄准低功率反激开关电源应用的NCP1351固定导通时间控制器

NCP1351是安森美半导体近期推出的一款高性能固定峰值电流(准固定导通时间)、可变关闭时间PWM控制器，瞄准低功率反激式开关电源应用，典型的终端产品应用包括辅助电源、打印机、游戏机、低成本适配器和离线电池充电器等对成本非常敏感的应用。

NCP1351在负载降低时会降低开关频率，使得采用NCP1351的电源能够提供卓越的空载能耗，并在其它负载条件下优化电源能效。当开关频率下降时，峰值电流会逐渐下降到最大峰值电流的大约30%，因此可防止变压器发生机械共振，从而大幅消除了出现可听噪声的风险，同时还能维持良好的待机功率性能。

NCP1351包括A、B、C和D等四个不同版本。NCP1351外围可调节的定时器能够持续监测反馈活动，并在出现短路或过载的条件下保护电源。一旦定时器逾时，NCP1351会停止开关，其中A版本会保持在闩锁状态，而B版本则会尝试重启。C版本和D版本则包含双过流保护极限跳变点(trip point)，从而允许在打印机等会出现大瞬态功率现象的应用使用这种控制器。当确认出现故障时，C版本会进行闩锁而D版本则会自动恢复。

NCP1351的内部结构体现了优化的安排，它具有非常低的启动电流， 而启动电流在设计低待机功率电源时是一项基础参数。NCP1351的负电流感测技术可将控制器工作时的开关噪声影响降到最小，并可供用户选择流经电流感测电阻的最大峰值电压。因此，它的功率耗散可针对具体应用来优化。此外，降压输入纹波功能可确保自然的频率拖尾，使得电磁干扰(EMI)信号变得更平滑。