由于諧振電容集成初級電流（Iprimary），所以Vcs電壓與初級電流成正比，而在關(guān)斷期間，Vcs電壓有正或負(fù)斜率，再者，關(guān)斷時的Vcs電壓幾乎是線性地依賴于負(fù)載電流，而Vcs關(guān)斷電壓曲線隨Vbulk變化，故可通過Vcs與初級電流的關(guān)系以及Vcs分壓實現(xiàn)電流模式LLC控制。具體控制算法為：1）通過Vcs分壓信號取得正諧振電容斜率；2）偏移加至Vcs分壓信號，以避免輕載時光耦飽和；3）根據(jù)FB引腳電壓和Vcs電壓斜率（反映通過初級電流的線路和負(fù)載條件）通過系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)Mupper導(dǎo)通時間；4）然后同樣的導(dǎo)通時間被復(fù)制用于Mlower MOSFET，確保完美對稱的直流。

　　圖3：電流模式控制原理

　　NCP1399如何實現(xiàn)高能效及超低待機能耗

　　自動調(diào)節(jié)死區(qū)時間（DeadTime， DT）

　　DT期的作用在于避免功率MOSFET的交叉導(dǎo)通，從而防止過電流對系統(tǒng)的損毀。固定的DT期通常用于使能諧振轉(zhuǎn)換器，但由于勵磁電流隨線性和負(fù)載條件變化，采用固定的DT期不能確保最佳的運行條件。NCP1399采用專有方式，當(dāng)檢測到零電壓開關(guān)（ZVS）轉(zhuǎn)換，dV/dt傳感器監(jiān)測HB引腳斜率，并提供邏輯信號，從而根據(jù)諧振回路參數(shù)優(yōu)化調(diào)節(jié)DT。

　　跳周期模式

　　由于初級端MOSFET的ZVS和次級端整流器的ZCS（零電流開關(guān)），LLC諧振轉(zhuǎn)換器可在中度負(fù)載和滿載時達到最高能效。但在輕載和空載條件下，如果采用普通的頻率調(diào)制控制技術(shù)會產(chǎn)生不小的能耗。NCP1399采用專有的跳周期模式技術(shù)，盡可能地提升輕載能效并降低噪聲。它基于FB引腳電壓電平執(zhí)行跳周期模式，跳周期比較器將FB引腳電壓和預(yù)選值進行比較，當(dāng)VFB降至低于預(yù)選跳周期水平，IC經(jīng)由專用關(guān)斷序列進入跳周期模式。

　　在這種運行模式下，IC功耗降低，PFC段及使用PFC模式引腳的BO/PFC FB高壓分壓器可被禁用，由于NCP1399總是以特定的方式進入跳周期模式，這運行總是被Mlower驅(qū)動脈沖以導(dǎo)通時間等于Fmax的3/2時（或最后一個Mupper脈沖的3/2）結(jié)束，因此諧振電容電壓保持為Vbulk*1/4 ，從而降低開關(guān)損耗。當(dāng)FB引腳電壓內(nèi)部增加預(yù)選滯后，IC回到正常運行模式，Mlower的第一個脈沖被延長，對自舉（bootstrap）電容進行再充電，并激勵諧振回路以準(zhǔn)備ZVS條件用于后續(xù)的Mupper導(dǎo)通進程，接下來的Mlower脈沖基于導(dǎo)通時間CMP信號而被延長。

　　圖4：進入跳周期模式及從跳周期模式回到正常模式

　　PFC導(dǎo)通/關(guān)斷功能

　　PFC 導(dǎo)通/關(guān)斷功能基于FB引腳電壓監(jiān)測來完成 。PFC預(yù)設(shè)的計時器（Timer）用來克服瞬態(tài)期間的問題，三態(tài)輸出控制PFC FB/LLC Brown-Out（BO）分壓器和PFC VCC。這PFC導(dǎo)通/關(guān)斷功能在跳周期模式可降低輕載能耗。

　　NCP1399專有的控制提供強固的保護

　　1. 專有啟動序列

　　在諧振開關(guān)電源應(yīng)用中可能會出現(xiàn)硬開關(guān)啟動。NCP1399 使用特定啟動方案，確保在任何啟動條件下的穩(wěn)固的、無硬開關(guān)的啟動。NCP1399使用軟啟動計數(shù)器和D/A轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)數(shù)字非線性軟啟動序列。

　　2. 過載保護

　　過載保護通過FB引腳電壓檢測實現(xiàn)。導(dǎo)通時間比較器定義了比較值以控制導(dǎo)通時間。

　　當(dāng)使用NCP1399發(fā)生次級短路時，F(xiàn)B引腳電壓上升，當(dāng)FB引腳電壓達到最大值時，故障計時器/計數(shù)器啟動，控制器禁用驅(qū)動脈沖并進入保護模式。

　　3. 內(nèi)置可編程功能

　　NCP1399內(nèi)置許多可編程功能，包括：空載期鉗位和故障選項、TSD閾值、使用可調(diào)節(jié)的閾值選擇Remote和關(guān)斷模式、VCC導(dǎo)通/關(guān)斷閾值、CS偏置和斜率補償增益、提供CS LEB 、跳周期模式的內(nèi)外閾值、故障計時器/計數(shù)器及其持續(xù)時間—包括自動恢復(fù)計時器、累積或非累積選擇、OTP/OVP閂鎖或自動恢復(fù)選擇、BO選擇 （IBO， VBO， 跳周期期間功能）、最大導(dǎo)通時間故障檢測 （導(dǎo)通時間和閂鎖/自動恢復(fù)）、啟動序列的第1個Mupper和Mlower脈沖寬度、軟啟動增量影響軟啟動持續(xù)時間、P ON/OFF功能的激活和滯后以及計時器功能等，可在不同應(yīng)用中根據(jù)具體情況將參數(shù)進行適當(dāng)調(diào)整和優(yōu)化，提供了設(shè)計靈活性并加快產(chǎn)品上市。

　　評估板能效測試

　　下圖顯示，當(dāng)輸入電壓為110V和230V，輸出電流在0-20A范圍內(nèi)時，NCP1399的能效高達90%以上。

　　圖5：評估板能效測試圖

　　結(jié)語

　　安森美半導(dǎo)體推出的LLC AC-DC控制器NCP1399采用電流模式控制，突破電壓模式控制的諸多限制，具有更瞬速的動態(tài)反應(yīng)，提供更高的輕載及平均能效，并且無需輔助電源就能實現(xiàn)待機模式的超低待機能耗，從而降低成本，它采用可靠的開機啟動模式，并集成過載保護、過流保護以避免硬開關(guān)，以及欠壓檢測、開路光耦檢測、自動DT調(diào)節(jié)、過壓保護和過溫保護等一系列保護特性，保證系統(tǒng)可靠性。設(shè)計師還可利用NCP1399內(nèi)置的可編程功能，根據(jù)具體應(yīng)用對參數(shù)進行調(diào)整和優(yōu)化，為大屏電視、一體化電腦等大功率應(yīng)用設(shè)計出高能效、超低待機能耗的電源系統(tǒng)