NCP13992中文版手册 工作原理

NCP13992

电流模式谐振控制器，集成高压驱动器，高性能

NCP13992

NCP13992 是一款适用于半桥谐振转换器的高性能电流模式控制器。该控制器集成了 600 V 栅极驱动器，简化了布局并减少了所有应用中的外部元件数量。控制器的欠压输入功能简化了 PFC 前级的实现。在需要 PFC 前级的应用中，NCP13992 具有专门的输出以驱动 PFC 控制器。此特性与安静跳频模式技术进一步提高了轻载效率。NCP13992 还提供了一套保护功能，确保其在任何应用中都能安全运行。这些功能包括过压保护、过流保护以防止开关周期失控、欠压检测、光耦合器检测、自动死区时间调整、过压（OVP）和过温（OTP）保护。

特性

• 工作频率范围从 20 kHz 到 750 kHz
• 电流模式控制方案
• 带最大死区时间箝位的自动死区时间生成
• 用于快速谐振回路稳定的专用启动序列
• 用于提高效率的轻载工作模式
• 安静跳频工作模式，最大限度减少变压器声学噪声
• 闩锁或自动恢复输出保护
• 用于严重故障情况的闩锁或自动恢复过流保护
• 用于开关条件的锁定输入，例如 OVP 或 OTP
• 失谐故障保护
• 开环反馈保护
• 精确欠压保护
• 根据负载条件的 PFC 级工作控制
• 具有极低泄漏电流的启动电流源
• 动态自供电（DSS），在关断模式或故障模式下工作
• 相邻引脚/开引脚安全
• 无铅器件

典型应用

• 适配器和离线电池充电器
• 平板显示器电源转换器
• 计算电源
• 工业和医疗电源

（注：右侧图表说明）

• 封装：16 引脚 SOIC_NB（无引脚 2 和 13），D 后缀，7510U 封装
• 标记图：标注了器件代码、特定选项、装配位置、年份、周数及无铅封装等信息
• 引脚连接（顶视图）：列出各引脚名称及位置，如 HV（1 脚）、VBULK/PFCFB（3 脚）、SKIP（4 脚）等
• 订购信息：详见本数据手册第 12 页的详细订购和发货信息

本文件包含部分仍在开发中产品的信息。安森美半导体保留在不另行通知的情况下更改或停产这些产品的权利。

引脚号	引脚名称	功能	引脚描述
1	HV	高压启动电流源输入	连接到整流交流线路或大容量电容器，以执行启动电流源和动态自供电功能
2	NC	未连接	增加爬电距离
3	VBULK / PFC FB	大容量电压监测输入	接收分压后的大容量电压，以执行欠压保护
4	SKIP	跳频阈值调整	通过接地电阻设置跳频阈值
5	LLC FB	LLC 反馈输入	根据给定的负载条件定义工作频率，在轻载条件下激活跳频模式操作
6	LLC CS	LLC 电流检测输入	检测分压后的谐振电容器电压，以执行导通时间调制、谐振开关保护、过流保护和次级侧短路保护
7	OTP / OVP	过温及过压保护输入	在单个引脚上实现过温和过压保护
8	FB FREEZE	内部最小反馈电平	调整轻载运行期间可达到的内部最小反馈电平
9	PFC MODE	PFC 及外部高压开关控制输出	为 PFC 前级控制器提供电源电压和/或启用大容量传感网络高压开关
10	VCC	为控制器供电	控制器在 VCC 引脚可接受最高 20 V 电压
11	GND	模拟地	调整元件、传感网络和 DRV 输出的公共接地连接
12	MLOWER	低端驱动器输出	驱动低端 MOSFET
13	NC	未连接	增加爬电距离
14	MUPPER	高端驱动器输出	驱动高端 MOSFET
15	HB	半桥连接	连接到半桥输出
16	VBOOT	自举引脚	用于上级的浮动 VCC 电源

最大额定值

参数	符号	数值	单位
HV 启动电流源 HV 引脚电压（引脚 1）	VHV	-0.3 至 600	V
VBULK/PFC FB 引脚电压（引脚 3）	VVBULK/PFC FB	-0.3 至 5.5	V
SKIP 引脚电压（引脚 4）	VSKIP	-0.3 至 5.5	V
LLC FB 引脚电压（引脚 5）	VFB	-0.3 至 5.5	V
LLC CS 引脚电压（引脚 6）	VCS	-5 至 +0.3	V
PFC MODE 输出电压（引脚 9）	VPFC MODE	-0.3 至 VCC +0.3	V
VCC 引脚电压（引脚 10）	VCC	-0.3 至 20	V
低端驱动器输出电压（引脚 12）	VDRV_MLOWER	-0.3 至 VCC +0.3	V
高端驱动器输出电压（引脚 14）	VDRV_MUPPER	-0.3 至 VCC +0.3	V
高端偏移电压（引脚 15）	VHB	VBOOT -20 至 VBOOT +0.3	V
高端电压（引脚 15）	VBOOT	-0.3 至 620	V
高端浮动电源电压（引脚 16 和 15）	VBOOT-VHB	-0.3 至 20.0	V
HB 引脚上的允许输出压摆率	dVHBmax	50	V/ns
OVP/OTP 引脚电压（引脚 7）	VOVP/OTP	-0.3 至 5.5	V
FB FREEZE 引脚电压（引脚 8）	VFB ON/OFF	-0.3 至 5.5	V
结温	TJ	-50 至 150	°C
存储温度	TSTRG	-55 至 150	°C
热阻（结到空气）	RθJA	130	°C/W
人体模型 ESD 能力（符合 JEDEC JESD22-A114F，HV 引脚 1 除外）	-	4.5	kV
机器模型 ESD 能力（符合 JEDEC JESD22-A115C）	-	250	V
带电设备模型 ESD 能力（符合 JEDEC JESD22-C101E）	-	1	kV

超过“最大额定值”表中列出的应力可能会损坏器件。如果超过这些限制中的任何一项，器件功能可能会受到影响或器件可能被永久损坏。在“推荐工作范围”之外的工作可能会影响器件的可靠性。超出“推荐工作范围”的应力范围并不意味着隐含扩展的工作范围。长时间暴露在超出“推荐工作范围”的应力下可能会影响器件的可靠性。

1. 该器件包含抗静电保护，符合 JEDEC 标准 JESD78，泄漏电流超过 100 nA。

电气特性

（典型值 TJ = 25°C，最小值/最大值 TJ = -40°C 至 +125°C，VCC = 12 V，除非另有说明）

HV 启动电流源

符号	额定值	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
VHV_MIN1	电流源工作的最小电压（VCC = VCC_ON -0.5 V，ISTART2 降至 95%）	1	-	-	60	V
VHV_MIN2	电流源工作的最小电压（VCC = VCC_ON -0.5 V，ISTART2 降至 5 mA）	1	-	-	60	V
ISTART1	VCC 引脚流出的电流（VCC = 0 V）	1,10	-	0.2	0.5	0.8
ISTART2	VCC 引脚流出的电流（VCC = 500 V，VCC = 0.5 V）	1,10	-	6	9	13
ISTART_OFF	关断状态泄漏电流（VHV = VCC，VCC = 15 V）	1	-	-	10	μA

电源部分

符号	额定值	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
VCC_ON	导通阈值电平，VCC 上升（NCP13992AA、AC、AH、AL、AP、AG、AJ、AK、AN、AR、AT）（NCP13992AB、AD、AE、AF、AH、AL、AM、AN、AR、AU）（NCP13992AC、AG、AJ、AK、AN、AT、AW、AZ、CA、CB）	10	15.3	15.8	16.3	V
			11.5	11.9	12.3	V
			11.3	11.8	12.3	V
VCC_OFF	导通后的最小工作电压	10	9.0	9.5	10	V
VCC_RESET	内部逻辑复位时的 VCC 电平	10	5.8	6.6	7.2	V
VCC_INHIBIT	ISTART1 到 ISTART2 转换时的 VCC 电平	10	0.40	0.80	1.25	V
ICC_SKIP_MODE	跳频模式下的控制器电源电流，VCC = 15 V，OVP/OTP 被阻塞（NCP13992AA、AD、AE、AH、AL、AK、AN、AR、AU）（NCP13992AB、AC、AG、AJ、AK、AL、AM、AN、AR、AT、AW、AZ、CA、CB）（NCP13992AC、AG、AJ、AK、AN、AT、AW、AZ、CA、CB）	10,11	-	500	950	μA
			-	600	1100	μA
			-	700	1200	μA
			-	580	950	μA
			-	680	1100	μA
			-	850	1200	μA
			-	980	1200	μA
ICC_LATCH	锁存关断模式下的控制器电源电流，VCC = VCC_ON -0.2 V（AA、AC、AE、AF、AG、AH、AJ、AK、AL、AN、AR、AT、AW、CA、CB）（NCP13992AB、A2）（NCP13992AD、A5）	10,11	-	350	700	μA
			-	570	1100	μA
			-	670	1000	μA
			-	450	900	μA
			-	590	990	μA
ICC_AUTOREC	自动恢复模式下的控制器电源电流，VCC = VCC_ON -0.2 V（AA、AC、AE、AF、AH、AJ、CA、CB）（NCP13992AA、A2）（NCP13992AB、A2）（NCP13992AC、A2）	10,11	-	400	700	μA
			-	670	1100	μA
			-	800	1200	μA
ICC_OPERATION	正常工作时的控制器电源电流，fSW = 100 kHz，fDRV = 1 kHz，VCC = 15 V	10,11	4.0	5.4	7.0	mA

自举部分

符号	额定值	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
VBOOT_ON	浮动部分的启动电压（注 3）	16,15	7.5	9.0	10.0	V
VBOOT_OFF	浮动部分的关断电压，无 DRV 脉冲	16,15	7.0	8.2	9.1	V
IBOOT1	高端驱动器消耗	16,15	30	75	130	μA
IBOOT2	高端驱动器消耗，引脚 13 和 16 之间 CBOOT = 1 nF	16,15	1.30	1.65	2.00	mA

HB 放电器

符号	额定值	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
IDISCHARGE1	HB 灌电流能力，VHB = 30 V	15	7	9.6	12	mA
IDISCHARGE2	HB 灌电流能力，VHB = VHB_MIN	15	1	4.1	8	mA
VHB_MIN	HB 电压（IDISCHARGE2 从 0 到 0 mA 变化）	15	-	-	10	V

驱动器输出

符号	额定值	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
tr	输出电压上升时间，CL = 1 nF，输出信号的 10-90%	12,14	20	45	80	ns
tf	输出电压下降时间，CL = 1 nF，输出信号的 10-90%	12,14	5	30	50	ns
ROH	源极电阻	12,14	4	16	32	Ω
ROL	漏极电阻	12,14	1	5	11	Ω
IDRVSURCE	输出高压短路脉冲电流，VDrv = 0 V，PW ≤ 10 μs	12,14	-	0.5	-	A
IDRVSINK	输出高压短路脉冲电流，VDrv = VCC，PW ≤ 10 μs	12,14	-	1	-	A
IHv_LEAK	高压引脚到 GND 的泄漏电流	14,15,16	-	-	5	μA

死区时间生成

符号	额定值	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
tDEAD_TIME_MAX	如果在 dV/dt 下降沿/上升沿接收到信号，最大死区时间（AA、AC、AE、AR、AG、AH、AJ、AK、AL、AN、AT、AW、AZ、CA、CB）（NCP13992AB、AD、AV、CA、CB）（NCP13992AF、AT、AU）（NCP13992AL、AR、AS）（NCP13992AC、A2）	12,14	720	800	880	ns
			120	190	295	ns
			380	450	590	ns
NDT_MAX	进入 IC 故障的 DT_MAX 事件数（NCP13992AC）	12,14,16	-	16	-	-

dV/dt 检测器

符号	额定值	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
Pdv/dt_ph1	VBOOT 引脚上的正压摆率，超过该摆率时 dV/dt P 传感器触发，VHB 从 0 线性上升到 100 V（注 2）	16	-	178	200	V/μs
Pdv/dt_ph2	VBOOT 引脚上的正压摆率，超过该摆率时 dV/dt P 传感器触发，VHB 从 100 线性上升到 200 V（注 2）	16	-	226	250	V/μs
Pdv/dt_ph3	VBOOT 引脚上的正压摆率，超过该摆率时 dV/dt P 传感器触发，VHB 从 200 线性上升到 400 V（注 2）	16	-	246	280	V/μs
Ndv/dt_ph1	VBOOT 引脚上的负压摆率，超过该摆率时 dV/dt N 传感器触发，VHB 从 100 线性下降到 0 V（注 2）	16	-	163	-	V/μs
Ndv/dt_ph2	VBOOT 引脚上的负压摆率，超过该摆率时 dV/dt N 传感器触发，VHB 从 100 线性下降到 0 V（注 2）	16	-	290	-	V/μs
Ndv/dt_ph3	VBOOT 引脚上的负压摆率，超过该摆率时 dV/dt N 传感器触发，VHB 从 200 线性下降到 200 V（注 2）	16	-	250	-	V/μs

PFC 模式输出和 D 开/关调整

符号	额定值	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
VPFC_M_OFF	PFC MODE 进入跳频模式时的输出电压（向 PFC 应用注入 1 mA）	9	-	-	0.1	V
VPFC_M_PD	PFC MODE 输出电压，当 VFB = VFB_ON/OFF（跳频模式）	9	5.75	6.00	6.25	V
VPFC_M_ON	PFC MODE 输出电压，当 VFB > VFB_ON/OFF（跳频模式下 PFC MODE 电流源自 PFC 应用）	9	VCC - 0.4	-	-	V
IPFC_M_LIM	PFC MODE 输出电流限制（VPFC 模式 < 2 V）	9	0.7	1.2	1.85	mA

OVP/OTP

符号	额定值	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
VOVP	OVP 阈值电压（VOVP/OTP 上升）	7	2.35	2.50	2.65	V
VOTP	OTP 阈值电压（VOVP/OTP 下降）	7	0.76	0.80	0.84	V
IOTP	正常工作期间，外部 NTC 的 OTP/OVP 源极电流	7	90	95	100	μA
IOTP_BOOST	启动期间，外部 NTC 的 OTP/OVP 源极电流	7	180	190	200	μA
tOVP_FILTER	OVP 比较器的内部滤波器	7	32	37	44	μs
tOTP_FILTER	OTP 比较器的内部滤波器	7	200	330	500	μs
tBLANK_OTP	启动期间 OTP 输入的消隐时间	7	14	16	18	ms
VCLAMP_OVP/OTP_1	OVP/OTP 引脚箝位电压（Iovp/otp = 0 mA）	7	1.0	1.2	1.4	V
VCLAMP_OVP/OTP_2	OVP/OTP 引脚箝位电压（Iovp/otp = 1 mA）	7	1.8	2.4	3.0	V

启动序列参数

符号	额定值	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
tST_MLOWER_TON	初始 Mlower DRV 导通时间（NCP13992AD）（NCP13992AS）（NCP13992AW）	12	4.7	4.9	5.4	μs
			2.64	2.99	3.69	μs
			18.32	19.50	21.91	μs
			9.3	10	11	μs
tST_MUPPER_TON	初始 Mupper DRV 导通时间（NCP13992AA、AC、AE、AG、AK、AM、AN、AW）（NCP13992AB、AD、AH、AR、AS、A2）（NCP13992AF、AT、AU）（NCP13992AL、AR、AS）（NCP13992AV、A2）（NCP13992CA、CB）	14	0.72	0.79	0.88	μs
			0.15	0.20	0.25	μs
			0.85	1.0	1.2	μs
			1.55	1.7	1.9	μs
			0.44	0.5	0.57	μs
			1.8	2.0	2.2	μs
			1.68	1.94	2.54	μs
tSS_INCREMENT	软启动期间的导通时间增量（NCP13992AD）（NCP13992AS、AV）（NCP13992A3）	12,14	17	20	22	ns
			55	60	68	ns
			55.9	60	64.8	ns
			111.8	120	129.6	ns
KSS_INCREMENT	软启动增量分频比（NCP13992AA、AC、AP、AR、AS、AW）（NCP13992AB、AD、AG、AJ、AK、AL、AN、AR、CB）（NCP13992AE、AH、AL、AP、AR、AS、AT、AU、AV、CA）（NCP13992A2）	12,14	-	4	-	-
			-	8	-	-
			-	2	-	-
			-	1	-	-
tWATCHDOG	如果启动阶段未完成，重启 IC 的时间持续时间（NCP13992AA、AC、AE、AF、AG、AH、AJ、AK、AM、AL、AN、AP、AR、AT、AU、AV、AZ、CA、CB）（NCP13992AB）	12,14	0.45	0.50	0.55	ms
			1.80	2.00	2.20	ms

反馈部分

符号	额定值	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
RFB	FB 引脚上的内部上拉电阻	5	1.5	1.8	2.5	kΩ
KFB	VFB 分压比的内部全电流电阻到 FB 引脚	5	1.92	2.00	2.08	-
VFB_REF	FB 引脚上的内部电压基准	5	4.60	4.95	5.30	V
VFB_CLAMP	内部 FB 到 HB 比较器的箝位电压，参考外部 FB 电压	5	4.4	4.6	4.8	V
VFB_SKIP_HYST	跳频比较器迟滞（NCP13992AA、AC、AD、AJ）（NCP13992AB、AZ、CA、CB）（AE、AF、AH、AM、AL、AP、AR、AS、AU、AV、AW、AZ、CA、CB）（NCP13992AG、AN、AT）（NCP13992AW）	5	148	174	222	mV
			295	325	45	mV
			177	215	260	mV
			95	150	170	mV
VFB_LL_IN	进入轻载模式的反馈电压阈值（NCP13992AA、AC、AG、AL、AN、AT）（NCP13992AB、AD、AH、AJ、AK、AM、AN、AR、AU、AV、AW、AZ、CA、CB）（NCP13992AE）（NCP13992AF）（NCP13992AP）（NCP13992AS）（NCP13992AV）（NCP13992AW）（NCP13992A2）	5	0.468	0.508	0.548	V
			0.68	0.713	0.768	V
			0.658	0.713	0.768	V
			0.658	0.713	0.768	V
			0.292	0.332	0.372	V
			0.360	0.400	0.440	V
			0.263	0.303	0.343	V
VFB_LL_OUT	退出轻载模式的反馈电压阈值（NCP13992AA、AC、AG、AN、AT、AW）（NCP13992AB）（NCP13992AE）（NCP13992AF）（NCP13992AM）（NCP13992AP）（NCP13992AS）（NCP13992A2）	5	0.595	0.635	0.675	V
			1.045	1.100	1.155	V
			1.045	1.100	1.155	V
			2.125	2.390	2.565	V
			2.412	2.482	2.572	V
			0.995	1.010	1.065	V
tST_MLOWER_SKIP	当 FB 越过 VFB_SKIP_IN + VFB_SKIP_HYST 阈值时，第一个 Mlower 脉冲的导通时间（NCP13992AA、AE）（NCP13992AB、AD、AZ、CA、CB）（NCP13992AF、AU、AV、CA、CB）（NCP13992AL、AR、AS）（NCP13992A2）	5,12	0.95	1.05	1.15	μs
			1.7	1.9	2.1	μs
			1.85	2.1	2.35	μs
			2.19	2.4	2.61	μs
			0.81	0.90	0.99	μs
VST_MUPPER_SKIP	当 FB 越过 VFB_SKIP_IN + VFB_SKIP_HYST 阈值时，第一个 Mupper 脉冲期间的内部 FB 电平降低（见注 2）（NCP13992AA、AC、AE、AJ、AM）（NCP13992AB、AD）（NCP13992AF、AT、AU）（NCP13992AG、AN、AT、AW）（NCP13992AH、AL、AR）（NCP13992CA、CB）	5,6,14	-	150	-	mV
			-	100	-	mV
			-	200	-	mV
			-	50	-	mV
			-	300	-	mV

SKIP 输入

符号	额定值	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
ISKIP	内部跳频引脚电流源	4	48	50	52	μA
CSKIP_LOAD_MAX	跳频引脚电压滤波的最大负载电容（注 2）	4	-	-	10	nF

安静-跳频参数（NCP13992AB、AD、AH、AJ、AK、AL、AR、AV、CA、CB 除外）

符号	额定值	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
tLAST_ML_PATTERN	最后 ML 脉冲模式中前一个 MU 导通时间的占比（NCP13992AA、AC、AE、AG、AK、AM、AN、AT、AW、AZ、CA、CB）（NCP13992AF、A2）	12	-	50	100	%
tLAST_ML_SKIP	轻载或跳频模式激活前最后 ML 脉冲中前一个 MU 导通时间的占比（NCP13992AP、A2）（NCP13992AA、AC、AE、AG、AM、AN、AT、AW）（NCP13992AF、A5）	12	-	25	-	%
			-	50	-	%
			-	100	-	%
tGEAR_UP	增加后续脉冲之间跳频谷数所需的跳频突发导通时间（NCP13992AA、AC、AE、AG、AN、AT、AW、AZ、CA、CB）	12,14	-	5	-	ms
			-	0.75	-	ms
tGEAR_DOWN	减少后续脉冲之间跳频谷数所需的跳频突发导通时间（NCP13992AA、AC、AE、AG、AN、AT、AW）（NCP13992AB、AM、AP、AR、A2）	12,14	-	15	-	ms
			-	40	-	ms
			-	0.5	-	ms
tVALLEY_WD	如果未检测到谷值，强制谷值计数逻辑的时间持续时间（NCP13992AA、AC、AG、AN、AT、AW）（NCP13992AB）（NCP13992AM）（NCP13992AS）	12,14	4.5	5.5	6.6	μs
			9.3	10.2	11.3	μs
			20.8	23	25.4	μs
			2.35	2.5	2.85	μs
tQS_timer	安静定时器持续时间（NCP13992AA、AC）（NCP13992AB、A2）（NCP13992AE、AS）（NCP13992AM、AN、AT、AW）（NCP13992A2）	12,14	-	5	-	ms
			-	0.125	-	ms
			-	0.5	-	ms
			-	0.125	-	ms
NQS_1/4	当突发周期短于 1/4 tQS_timer 持续时间时的模式调整数（NCP13992AA、AC、AE、AF、AN、AS、AT、AW）（NCP13992AM、AP、AR、A2）	12,14	-	2	-	-
			-	1	-	-
NQS_2/4	当突发周期长于 1/4 且短于 2/4 tQS_timer 持续时间时的模式调整数	12,14	-	1	-	-
NQS_3/4	当突发周期长于 2/4 且短于 3/4 tQS_timer 持续时间时的模式调整数	12,14	-	0	-	-
NQS_4/4	当突发周期长于 3/4 且短于 4/4 tQS_timer 持续时间时的模式调整数	12,14	-	0	-	-
NQS_INF	当突发周期长于 tQS_timer 持续时间时的模式调整数（NCP13992AA、AC、AG、AN、AT、AW）（NCP13992AF、AP、AS、AU、A2）（NCP13992A2）	12,14	-	-1	-	-
			-	-3	-	-
			-	-2	-	-
NPattern_INIT	当 LL 或跳频模式激活时放置的初始模式数（NCP13992AB、AD、AH、AL、AR、AU、AV、A2）	12,14	-	1	-	-
NLL_blank	一旦 VFB > VFB_LL_OUT，FB LL_in 比较器消隐期间的 MU 脉冲数（NCP13992AA、AC、AE）（NCP13992AF、AG、AM、AN、AP、AR、AS、AT、AU、AV、AW、AZ、CA、CB）（NCP13992AS）	14	-	60	-	-
			-	100	-	-

FB FREEZE 输入（NCP13992AD、AH、AJ、AL、AV、A2 除外）

符号	额定值	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
IFB_Freeze	FB Freeze 引脚电流源	4	18	20	22	μA
CFB_Freeze_LOAD_MAX	FB Freeze 引脚电压滤波的最大负载电容（注 2）	4	-	-	10	nF

电流检测输入部分

符号	额定值	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
tDL_CS	电流检测比较器延迟到高端驱动器关断，VFB = 2.5 V，VCS 从 -2.5 V 上升到 2.5 V，上升沿为 100 ns	5,6	-	-	250	ns
ICS_LEAKAGE	电流检测输入泄漏电流，VCS = ±3 V	6	-	-	±1	μA
VCS_OFFSET	电流检测偏移电压（NCP13992AA、AC、AF、AG、AJ、AM、AN、AR、AT、AU、AW）（NCP13992AB、AD、AH、AK、AL、A2）（NCP13992AE、AS、AV、CA、CB）（NCP13992AP）	6	160	200	240	mV
			110	150	190	mV
			200	260	340	mV
			20	40	140	mV
tLEB	导通时间比较器输出的前沿消隐（AA、AB、AC、AE、AG、AJ、AK、AN、AT、CA、CB）（NCP13992AD、AF、AH、AL、AM、AP、AR、AS、A2）（NCP13992AW）	5,6,14	360	440	540	ns
			120	141	170	ns
			240	300	360	ns
			-	341	390	ns
LFFGAIN	线路馈通电流源跨导（VbulkPFC FB > VBOOT，fSW = 100 kHz）（NCP13992AA、AC、AD、AE、AF、AG、AH、AJ、AK、AM、AL、AN、AP、AR、AS、AT、AU、AW、CA、CB）（NCP13992AB、A2）	3,6	-	0	-	μA/V
			-	480	-	μA/V

故障和自动恢复定时器

符号	额定值	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
tTON_MAX	最大导通时间箝位（NCP13992AA、AE）（NCP13992AB、AJ、AK、AM、AP、AW）（NCP13992AC、AG、AN、AT、AU）（NCP13992AD）（NCP13992AF、AT、AU）（NCP13992AL、AS）（NCP13992AV、A2）（NCP13992CA、CB）	12,14	7.3	7.7	8.4	μs
			10.4	11.7	12.9	μs
			2.5	2.1	1.9	μs
			15.2	16.3	17.8	μs
			4.1	4.4	4.74	μs
			13.61	14.6	15.73	μs
			8.5	9.5	10.5	μs
NTON_MAX_COUNTER	确认故障的 TON_MAX 事件数（NCP13992AP、AV、A2）（NCP13992A3）	12,14	-	1	-	-
			-	4	-	-
			-	1	-	-
tFB_FAULT_TIMER	FB 故障定时器持续时间（NCP13992AA、AC、AD、AE、AG、AJ、AM、AN、AP、AR、AT、AW、CA、CB）（NCP13992AB、AD、AH、AK、AL、AR、AS、AU、AV、A2）	-	160	200	240	ms
			80	100	120	ms
VFB_FAULT	检测到 FB 故障时的 FB 电压	5	4.5	4.7	4.9	V
NCS_FAULT_COUNTER	确认 CS 故障的 CS 脉冲数（NCP13992AA、AC、AD、AE、AG、AJ、AK、AL、AN、AP、AR、AS、AV、AW、AZ、CA、CB）（NCP13992AF、AT、AU）（NCP13992AL、AR、AS）（NCP13992AM）	-	-	5	-	-
			-	3	-	-
			-	4	-	-
			-	1	-	-
VCS_FAULT	检测到 CS 故障时的 CS 电压（NCP13992AA、AC、AD、AE、AF、AG、AJ、AL、AN、AT、AU、AV、AW、CA、CB）（NCP13992AB）（NCP13992AK）（NCP13992AL、AR、AS、A2）（NCP13992CA、CB）	6	2.5	3.05	3.3	V
			2.8	3.07	3.33	V
			3.6	4.0	4.4	V
			4.0	4.35	4.7	V
tA-REC_TIMER	所有故障情况的自动恢复持续时间（公共定时器）（NCP13992AA、AC）（NCP13992AM、A5）（NCP13992CA、CB）	-	0.8	2.0	1.2	s
			1.6	4.0	2.4	s
			3.2	4.0	4.8	s

欠压保护

符号	额定值	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
VBO	欠压关断阈值	3	0.965	1.000	1.035	V
IB0_HYST	欠压迟滞电流，VbulkPFC FB < VBO	3	4.1	5.0	5.7	μA
VBO_HYST	欠压比较器迟滞	3	5	12	25	mV
IBO_BIAS	欠压输入偏置电流	3	-	-	0.05	μA
tBO_FILTER	欠压滤波持续时间	3	10	20	30	μs

斜坡补偿

符号	额定值	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
RCGain	斜坡补偿增益（AA、AB、AC、AD、AE、AG、AJ、AN、AT、AW、CA、CB）（NCP13992AF、AU）（NCP13992AH、AM、AV）（NCP13992AK、AP、AR、AV）（NCP13992A3）（NCP13992A2）	-	-	58	108	mV/μs
			-	87	158	215
			-	95	180	215
			-	67	116	167
			-	127	227	340
			-	217	29	129
tRC_SHIFT	斜坡补偿时间偏移	-	-	-	0.4	μs

温度关断保护

符号	额定值	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
TTSD	温度关断 TJ 上升（NCP13992AB、AD、AE、AS、CA、CB）（AC、AF、AG、AH、AJ、AK、AL、AN、AR、AT、AU、AV、A2）（NCP13992AM、AW）	-	-	-	124	°C
			-	-	137	-
			-	-	150	-
TTSD_HYST	温度关断迟滞	-	-	-	30	°C

产品参数性能在所列测试条件下的电气特性中有所说明，除非另有说明。产品性能在不同条件下工作时，电气特性中可能未说明其性能。

3. 与自举二极管串联的最小电阻为 3.3 Ω

带有高压启动电流源的 VCC 管理

NCP13992 控制器配备高压启动电流源，可实现快速启动时间和极低的待机功耗。系统提供两种启动电流水平（$I_{start1}$ 和 $I_{start2}$），以确保 VCC 引脚和 GND 引脚之间发生短路时的安全性。此外，高压启动电流源具有专用的过温保护功能，可防止应用中可能出现的任何故障模式导致集成电路损坏。高压启动电流源主要根据 VCC 电压水平启用或禁用。启动高压电流源还可通过 BO_OK 上升沿、自动恢复定时器结束和 TSD 结束事件启用。高压启动电流源在集成电路启动前为 VCC 电容器充电。

一旦 VCC 引脚电压达到 $V_{CC\_ON}$ 阈值，NCP13992 控制器将禁用高压启动电流源 —— 参见图 4。之后应用开始运行，在正常工作模式和跳变模式下，辅助绕组为控制器维持电压偏置。当辅助绕组提供的偏置不足以将 VCC 电压保持在 $V_{CC\_OFF}$ 阈值以上时（即 VCC 电压在 $V_{CC\_ON}$ 和 $V_{CC\_OFF}$ 阈值之间循环，且在 VCC 正向斜坡期间输出端无驱动脉冲），集成电路将工作在所谓的动态自供电（DSS）模式。有关所有工作条件 / 模式下 NCP13992 VCC 管理系统的说明，请参见图 23 至图 25。

高压启动电流源具有独立的过温保护系统，当芯片温度达到 130°C 时，该系统会限制 $I_{start2}$ 电流。在该温度下，$I_{start2}$ 将逐渐减小，以防止芯片温度超过 130°C。

欠压保护 - VBULK/PFC FB 输入

LLC 转换器的谐振腔通常设计为在特定的母线电压范围内工作。低于最小母线电压水平运行会导致转换器功率级出现电流和温度过应力。NCP13992 控制器配备 VBULK/PFC FB 输入，可精确调节母线电压的开启和关闭水平。这种欠压保护（BO）极大地简化了应用级设计。

图 5 所示的内部电路可监控高压输入母线（Vbulk）。由上拉电阻（$R_{upper}$）和下拉电阻（$R_{lower}$）组成的高阻抗电阻分压器将部分 Vbulk 母线电压引入 VBULK/PFC FB 引脚。在母线电压开启水平（$V_{bulk\_ON}$）以下时，电流吸收器（$I_{BO}$）处于激活状态。因此，母线电压开启水平高于电阻分压器的分压比所定义的水平。相反，当内部 BO_OK 信号为高电平时（即应用正在运行），$I_{BO}$ 吸收器被禁用。此时，母线电压关闭阈值（$V_{bulk\_OFF}$）由电阻分压器上的 BO 比较器参考电压直接给出。该解决方案的优势在于，$V_{bulk\_OFF}$ 阈值精度不受 $I_{BO}$ 滞回电流吸收器容差的影响。

$V_{bulk\_ON}$ 和 $V_{bulk\_OFF}$ 水平可通过以下公式计算：

当 $I_{BO}$ 开启时：

$V_{BO}+V_{BOhyst}=V_{bulk\_ON}\cdot \frac{R_{lower}}{R_{lower}+R_{upper}}-I_{BO}\cdot \left(\frac{R_{lower}\cdot R_{upper}}{R_{lower}+R_{upper}}\right)(\mathring{a}¼1)$

当 $I_{BO}$ 关闭时：

$V_{BO}=V_{bulk\_OFF}\cdot \frac{R_{lower}}{R_{lower}+R_{upper}}(\mathring{a}¼2)$

可以从式 2 中提取 $R_{lower}$ 项，并将其代入式 1 中，得到所需的 $R_{upper}$ 值：

$R_{lower}=\frac{\frac{V_{bulk\_ON}\cdot V_{BO}}{V_{bulk\_OFF}}-V_{BO}-V_{BOhyst}}{I_{BO}\cdot \left(1-\frac{V_{BO}}{V_{bulk\_OFF}}\right)}(\mathring{a}¼3)$

$R_{upper}=R_{lower}\cdot \frac{V_{bulk\_OFF}-V_{BO}}{V_{BO}}(\mathring{a}¼4)$

请注意，当控制器处于启动阶段时（即 VCC 电压从 $V_{CC}<V_{CC\_RESET}$ 上升至 VCC 引脚的 $V_{CC\_ON}$ 水平期间），VBULK/PFC FB 引脚会被内部开关拉低。此功能确保在集成电路开始运行前，VBULK/PFC FB 引脚电压不会上升。一旦 VCC 电压超过 $V_{CC\_ON}$ 阈值，$I_{BO}$ 滞回电流吸收器将激活，且 BO 放电开关将禁用。之后，VBULK/PFC FB 引脚电压会根据 BO 分压器的信息自然上升。然后，BO 比较器会根据实际的 Vbulk 水平授权或禁用 LLC 级运行。

NCP13992 欠压保护系统的低 $I_{BO}$ 滞回电流允许增加母线电压分压器电阻，从而降低轻载运行时的应用功耗。另一方面，由于应用中高压开关走线的电容耦合，高阻抗分压器可能对噪声敏感。因此，在 BO 比较器之后添加了一个滤波器（$t_{BO\_FILTR}$），以提高系统的抗噪声能力。尽管有内部滤波，但如果要实现精确的 BO 检测，仍建议为 BO 分压器电阻设计良好的布局，并在 VBULK/PFC 引脚上使用小型外部滤波电容器。

母线电压高压分压器也可被 PFC 前级控制器用作反馈检测网络（再次参见图 5）。PFC 级和 LLC 级之间共享母线电压电阻分压器，可进一步降低空载运行时的功率损耗。NCP13992 具有 PFC MODE 引脚，可在轻载或故障模式运行期间断开 PFC 级的偏置。由于分压器的功率损耗完全不受母线电压的影响，因此该技术可再次降低空载功耗。

有关所有工作条件 / 模式下 NCP13992 欠压保护系统的说明，请参见图 23 至图 25。

VBULK/PFC FB 引脚电压也由线路前馈模块（LFF）使用。有关 LFF 功能的更多信息，请参见导通时间调制和反馈环路模块说明。

过压和过温保护

OVP/OTP 引脚是专用输入引脚，可简单且经济高效地实现适配器应用所需的两项关键保护功能：过压（OVP）保护和过温（OTP）保护。根据 NCP13992 的版本，这两种保护既可以是锁定模式，也可以是自动恢复模式。OVP/OTP 引脚具有两个检测电压阈值（VOVP 和 VOTP），定义了无故障窗口。

当 OVP/OTP 输入电压处于该工作窗口内时，控制器允许运行。当 OVP/OTP 输入电压超出无故障窗口时，控制器会在滤波时间延迟后停止运行。然后，根据集成电路版本以及触发的保护阈值（VOTP 或 VOVP），控制器要么锁定关闭，要么启动自动恢复定时器。

内部电流源 $I_{OTP}$ 允许通过使用单个负温度系数（NTC）热敏电阻简单实现 OTP 功能。由 $V_{clamp}$ 和 $R_{clamp}$ 组件组成的有源软钳位电路可防止当引脚被 $I_{OTP}$ 电流上拉时，OVP/OTP 引脚电压达到 VOVP 阈值。要激活 OVP 保护，必须施加高于内部钳位电路下拉能力（VCLAMP_OVP/OTP）的外部上拉电流，以将 OVP/OTP 引脚拉至 VOVP 阈值以上。系统中实现了 tOVP_FILTER 和 tOTP_FILTER 滤波器，以避免由于应用噪声和 / 或不良布局导致保护功能误触发。

在控制器启动期间，由于外部滤波电容器的充电电流，OTP 保护可能会误触发。因此，系统中设置了 tBLANK_OTP 周期来克服这种情况。在 tBLANK_OTP 周期内，OTP 比较器的输出将被忽略。为了加快连接到 OVP/OTP 引脚的外部滤波电容器 $C_{OVP\_OTP}$ 的充电速度，$I_{OTP}$ 电流已加倍至 $I_{OTP\_BOOST}$。滤波电容器的最大容量为 100 纳法。

在以下事件发生后，OVP/OTP 开启信号将置位：

• 首次启动阶段，VCC 电压超过 $V_{CC\_ON}$ 阈值（VCC 引脚电压低于 $V_{CC\_RESET}$ 阈值之后）

• 收到来自 BO 模块的 BO_OK 信号

• 自动恢复定时器超时且发生新的重启

• 集成电路从跳变模式恢复运行（达到 VFB_SKIP_IN + VFB_SKIP_HYST 阈值）

在以下情况下，$I_{OTP}$ 电流源将被禁用：

• VCC 降至 $V_{CC\_OFF}$ 阈值以下

• BO_OK 信号变为低电平（即电网出现欠压情况）

• 故障信号激活（自动恢复定时器开始计数或存在锁定故障）

• 集成电路进入跳变模式运行（达到 VFB_SKIP_IN 阈值）

NCP13992 还提供在跳变模式下保持 OVP/OTP 模块工作的选项。对于该版本，由于 OVP/OTP 模块的偏置，集成电路的功耗会增加。

当 VCC 电压在 $V_{CC\_ON}$ 和 $V_{CC\_OFF}$ 阈值之间循环且驱动器未提供脉冲时，锁定模式的 OVP 或 OTP 版本的 NCP13992 将进入锁定保护模式。必须将控制器 VCC 引脚电压降至 $V_{CC\_RESET}$ 阈值以下才能重启运行，例如断开电源时。

PFC MODE 输出

NCP13992 具有 PFC MODE 引脚，可根据实际应用的工作状态禁用或启用 PFC 级运行 —— 参见图 7。PFC MODE 输出引脚有两个用途：第一，控制将母线电压分压器连接到 VBULK/PFC FB 输入的外部小信号高压 MOSFET 开关；第二，通过 PFC 控制器电源引脚控制 PFC 前级控制器的运行。

根据应用的工作条件，控制器可将 PFC MODE 输出设置为两种可能的状态：

a) 在控制器启动前，PFC MODE 输出引脚被内部 MOSFET 开关拉低。该技术确保 VCC 引脚的最小电流消耗，以便通过高压启动电流源在短时间内使 VCC 电压上升。这种方法加快了开关模式电源（SMPS）的启动和重启时间。在保护模式下（此时高压启动电流源工作在 DSS 模式），PFC MODE 输出引脚也会被拉低。在上述两种情况下，应用的功耗都会降低。

b) 下拉开关禁用，控制器将 VCC 引脚电压以最小压差（$V_{PFC\_M\_ON}$）连接到 PFC MODE 输出。

当 VCC 到 PFC MODE 的旁路开关激活时，PFC MODE 引脚的输出电流会受到限制。该电流限制可避免在 PFC VCC 去耦电容器充电过程中或发生短路时旁路开关损坏。为了在 NCP13992 控制器启用 PFC 级后加快其启动速度，应使用最小容量的 PFC VCC 去耦电容。

有关 NCP13992 PFC 运行控制的说明，请参见图 23 至图 25。

导通时间调制和反馈环路模块

当今市售的谐振模式控制器的频率调制仅基于输出电压调节器的反馈。输出调节器的反馈电压（或电流）驱动控制器中的压控振荡器（VCO）或流控振荡器（CCO）。这种方法存在三个主要缺点：

1. 小信号增益 - 相位特性中存在二阶极点，当使用电压模式控制时，系统会受到更低的交叉频率和更差的瞬态响应的限制。与实际的初级电流没有直接关联，即没有线路前馈机制，导致线路瞬态响应不佳。

2. 需要精确的 VCO（或 CCO）以确保频率调制具有良好的重现性，每个设计都需要调整最小频率（$f_{min}$）和最大频率（$f_{max}$）钳位，因此需要一个或多个调整引脚。

3. 需要专用的过载保护系统（需额外引脚），以确保应用在过载和 / 或次级短路事件期间的安全性。

NCP13992 通过实现电流模式控制方案解决了上述所有缺点，该方案可确保最佳的瞬态响应性能，同时提供固有的逐周期过流保护功能。该器件中使用的电流模式控制原理如图 8 所示。

电流模式控制方案实现的基本原理是使用导通时间比较器，该比较器通过将源自电流检测输入电压的电压斜坡与分压后的反馈引脚电压进行比较，来定义上桥臂开关的导通时间。上桥臂开关的导通时间随后被用于下桥臂开关的导通周期。因此，开关频率由实际的初级电流和输出负载条件决定。系统采用了 10 纳秒最小导通时间分辨率的数字处理，以确保高抗噪声能力。在上桥臂开关（$M_{upper}$）导通后，导通时间比较器的输出会被前沿消隐（tLEB）信号消隐。导通时间比较器的前沿消隐周期有助于避免由于 HB 引脚电压跳变产生的噪声导致导通时间调制误触发。

电流检测输入的电压信号通过谐振腔电容器 $C_S$ 对初级电流进行自然积分，在外部制备。谐振电容器电压经电容分压器（$C_{CS1}$、$C_{CS2}$、$R_{CS1}$、$R_{CS2}$）分压后提供给 CS 输入引脚。电容分压器的分压比完全可通过外部调整，该分压比定义了在最大反馈电压情况下达到的最大初级电流水平，即对于给定的母线电压，电容分压器的分压比定义了转换器的最大输出功率。CS 引脚为双极性输入引脚，输入电压摆幅限制在 ±5V。内部向 CS 引脚信号添加了一个固定电压偏移，以确保反馈光耦合器有足够的电压裕量工作 —— 反馈光耦合器的饱和电压约为 0.15V（取决于型号）。然而，用于频率调制的 CS 引脚有用信号从 0V 开始，因此如果在将 CS 引脚信号稳定到导通时间比较器输入电平之前不添加偏移，则在轻载条件下电流模式调节将无法工作。CS 引脚信号还用于次级侧短路检测 —— 请参见专门的短路保护章节。

导通时间比较器的第二个输入信号源自 FB 引脚电压。该内部 FB 引脚信号还用于以下用途：跳变模式运行检测、PFC MODE 控制以及过载 / FB 引脚开路故障检测。这些功能的详细描述可在各自的专门章节中找到。内部上拉电阻确保当光耦合器 LED 的偏置减弱时（即输出负载增加时），FB 引脚电压上升。FB 引脚电压越高，导通时间比较器的参考电平越高，即上桥臂开关的导通时间越长，输出功率也就越高。FB 引脚具有精确的电压钳位功能，可在过载和启动期间限制内部 FB 信号。FB 引脚信号在送至导通时间比较器输入之前，会经过 FB 处理模块。FB 处理模块将 FB 信号按 $K_{FB}$ 比率缩小，以限制 CS 输入的动态电压范围。缩小后的 FB 信号随后通过减去斜坡补偿发生器信号进一步处理，以确保电流模式控制方案的稳定性。在器件启动期间，内部分压后的 FB 信号会被软启动发生器的输出电压覆盖。

转换器的实际工作频率由 CS 引脚和 FB 引脚的输入信号决定。在给定输入电压下，转换器的最大输出功率受最大内部 FB 电压钳位限制，该钳位在光耦合器无电流提供时达到。由于磁化电流和负载初级电流分量之间的比率变化，最大输出功率限制与母线电压相关。控制器中实现了线路前馈（LFF）系统，以补偿最大输出功率钳位的变化。从 CS 引脚流出的 $I_{LFF}$ 电流与 BO/PFC FB 引脚电压成正比，并在连接到 CS 引脚的电阻上产生电压偏移。输入电压越高，外部电阻上的压降越大。因此，当输入电压增加时，对于给定的最大内部 FB 电压钳位，上桥臂开关的导通时间会减少。仅当 BO 引脚电压超过 BO_OK 阈值电压时，才会提供 $I_{LFF}$ 电流。

有关 NCP13992 频率调制系统的更多理解，请参见图 9 和以下描述。

上桥臂开关（$M_{upper}$）在死区时间（DT）周期结束后（A 点）由控制器激活。频率处理模块以 10 纳秒的分辨率递增导通时间计数器，直到内部 CS 信号在 B 点越过导通时间比较器的内部 FB 设定点。然后，控制器引入死区时间周期，以避免功率级开关中出现任何直通电流。死区时间周期在 C 点结束，控制器激活下桥臂开关（$M_{lower}$）。导通时间处理模块将导通时间计数器递减至零。然后，下桥臂开关在 D 点关闭，并开始死区时间周期。这种方法可确保下桥臂开关和上桥臂开关的占空比完全对称。当 FB 引脚电压增加时（即转换器输出提供更大电流时），上桥臂开关的导通时间自然增加，工作频率降低 —— 序列 E。

在某些情况下，谐振电容器电压（进而 CS 引脚电压）可能会失衡，例如在不使用跳变模式或跳变模式调整不当时，从满负载过渡到空载运行的情况。在这种情况下，电流模式运行将无法进行，因为导通时间比较器的输出会在多个开关周期内保持有效。因此，NCP13992 中实现了一种特殊逻辑，以重复最后的有效导通时间，直到电流模式运行恢复（即直到系统恢复 CS 引脚信号的平衡）。

过载和 FB 引脚开路保护

该控制器通过监控 FB 引脚电压实现过载保护和 FB 引脚开路检测。一旦 FB 引脚电压达到其最大值并超过 VFB_FAULT 阈值，FB 故障比较器将被触发。然后启用故障定时器或计数器（取决于集成电路选项）—— 参见图 10。当使用故障定时器选项时，FB 故障事件确认的时间周期由预选的 tFB_FAULT_TIMER 参数定义。当选择 FB 故障计数器作为 FB 故障确认周期源时，通过计数上桥臂驱动脉冲（Mupper DRV）来定义故障确认周期。因此，FB 故障确认时间取决于开关频率。一旦 FB 故障条件消失，故障定时器 / 计数器将复位。FB 故障比较器之后添加了数字噪声滤波器，以克服由于 FB 输入上可能存在的噪声导致的 FB 故障定时器 / 计数器误触发。该噪声滤波器的激活周期为 2 秒，复位 / 去激活周期为 20 微秒，以确保高抗噪声能力。还可根据要求提供累积定时器 / 计数器集成电路选项。在这种情况下，即使 FB 故障条件消失，FB 故障定时器 / 计数器也不会复位。FB 故障定时器 / 计数器将被禁用，并存储故障周期信息。累积 FB 故障定时器 / 计数器会在集成电路运行期间整合所有 FB 故障事件。故障定时器 / 计数器可通过跳变模式或 VCC 欠压锁定（UVLO）事件复位。

一旦 FB 故障事件被 FB 故障定时器或计数器确认，控制器将禁用驱动脉冲并进入保护模式。然后触发锁定模式或自动恢复模式运行，具体取决于所选的集成电路选项。在自动恢复选项的情况下，控制器添加自动恢复关闭时间周期（$t_{A-RE{C}_{T}IMER}$），并通过软启动重启运行。因此，可避免过载情况下的应用温度失控，同时在过载条件消失后仍可自动重启。具有锁定模式 FB 故障选项的集成电路将保持锁定关闭状态，由工作在 DSS 模式的高压启动电流源供电，直到 VCC 引脚达到 $V_{CC\_RESET}$ 阈值（即直到用户重新连接电源电网）。

有关 NCP13992 FB 故障检测模块的说明，请参见图 23 和图 24。

次级侧短路检测

前面描述的通过 FB 引脚电压电平检测实现的保护系统可防止持续过载运行和 / 或 FB 引脚开路情况。在这种情况下，NCP13992 的导通时间调制原理会自然限制初级电流。但当输出端子短路时，初级电流会增加。在这种情况下，NCP13992 控制器将维持零电压开关（ZVS）运行，但大电流将流经功率 MOSFET、变压器绕组和次级侧整流电路。NCP13992 实现了专用的次级侧短路保护系统，该系统将比常规 FB 故障事件更快地关闭控制器，以限制功率级组件的应力。专用的 CS 故障比较器监控 CS 引脚信号 —— 参见图 8。每次 CS 故障比较器被触发时，CS 故障计数器都会递增。如果 CS 故障计数器溢出，控制器将进入自动恢复或锁定保护模式（取决于集成电路选项）—— 参见图 11。只有当 CS 故障比较器在接下来的至少 50 个上桥臂脉冲期间处于非激活状态时，CS 故障计数器才会复位。这种数字滤波提高了 CS 故障保护系统的抗噪声能力。

专用启动序列和软启动

当谐振腔以 50% 占空比对称启动运行时，谐振式开关模式电源应用中可能会出现硬开关情况 —— 参见图 12。出现这种硬开关是因为谐振腔的初始条件对于平稳启动并非最优。

应用重启前的延迟时间长短不同，谐振电容器的初始电压电平也可能不同。当应用在很长的延迟后重启时（例如几秒钟），谐振电容器会通过功率级的泄漏放电，此时谐振电容器电压接近零电平。然而，当应用在短时间后重启运行时（例如在开关模式电源周期性开启 / 关闭期间），谐振电容器电压值可能在 Vbulk 和 0V 之间的任何位置。在谐振式电源启动期间，另一个起重要作用的因素是启动序列的前几个脉冲期间功率级所承受的实际负载阻抗。该阻抗不仅由谐振腔组件决定，还由输出负载条件和实际输出电压电平决定。当输出有负载和 / 或输出电压足够低，使得次级整流器在启动阶段的前几个开关周期内导通时，谐振腔的负载阻抗较低。谐振腔的谐振频率由谐振电容器电容和谐振电感决定 —— 请注意，在这种情况下，磁化电感不参与谐振。然而，如果应用在输出电容器已充电且输出无负载连接的情况下启动，则在启动序列的每个开关周期内，次级整流二极管不会导通，因此谐振腔的谐振频率也会受到磁化电感的影响。在这种情况下，谐振频率比带负载 / 放电输出启动时低得多。

这些事实表明，LLC 转换器的平稳、无硬开关和无寄生振荡启动并非易事，且无法通过占空比不平衡和 / 或简单地将谐振电容器预充电至 Vbulk/2 电平来实现。这些方法仅在特定的启动条件下有效。

这也解释了为什么 NCP13992 实现了专有的启动序列 —— 参见图 13 和图 14。除了从跳变模式重启外，在任何应用重启前，谐振电容器都会放电至 0V。

谐振电容器的放电过程通过激活连接在 HB 引脚和集成电路地之间的内部限流开关简单实现 —— 参见图 13。该技术确保谐振电容器的能量在控制器中耗散，不会产生可能使谐振电容器电压摆动到正或负电平的振铃或振荡。控制器通过监控 HB 引脚电压电平来检测放电过程是否完成。一旦 HB 引脚电压降至 $V_{HB\_MIN}$ 阈值以下，放电开关将被禁用。

专用启动序列继续通过激活下桥臂驱动输出达 T11 周期（参见图 14）。该技术确保在控制器发出第一个上桥臂驱动脉冲之前，自举电容器完全充电。第一个上桥臂开关导通时间 Tup1 周期是固定的，取决于应用参数。该周期可在内部调整 —— 提供多种集成电路选项。上桥臂开关在 Tup1 周期结束后关断，且不会紧接着激活下桥臂开关。相反，控制器会等待上桥臂开关的新零电压开关（ZVS）条件，并通过这种方式测量实际的谐振腔条件。然后，在将下桥臂消隐周期用于测量目的后，上桥臂开关会再次激活。第二个上桥臂驱动导通周期取决于之前测量的条件：

1. 如果从之前的上桥臂关断事件到检测到上桥臂零电压开关条件的测量时间是之前上桥臂脉冲导通周期的两倍以上，则上桥臂开关的激活时间为之前上桥臂导通周期的 3/2 倍。

2. 如果从之前的上桥臂关断事件到检测到上桥臂零电压开关条件的测量时间是之前上桥臂脉冲导通周期的两倍以下，则上桥臂开关的激活时间为之前的上桥臂导通周期。

启动周期随后取决于之前的条件。如果发生条件 a），控制器会设置另一个下桥臂开关消隐周期。如果满足条件 b），则设置一个正常的下桥臂驱动脉冲，其占空比相对于之前的上桥臂驱动脉冲为 50%。

专用启动序列在谐振电容器放电后执行（参见图 13 和图 14），以排除启动序列期间的任何硬开关周期。由于谐振腔中没有能量来准备零电压开关条件，启动阶段的第一个上桥臂开关周期始终是非零电压开关周期。然而，此时谐振腔中没有能量，功率级 MOSFET 的体二极管也不可能传导任何电流。因此，在这种情况下不会发生体二极管的硬换流。

除非将集成电路安装到目标应用中，否则它不会启动并提供常规的驱动输出脉冲，因为只有当系统检测到 HB 引脚信号时，启动序列才能完成。集成电路具有启动看门狗定时器（tWATCHDOG），如果集成电路在无应用的情况下供电（在台架测试期间）或启动序列未正确完成，该定时器会定期激活专用启动序列。集成电路将在启动尝试之间提供第一个下桥臂和第一个上桥臂驱动脉冲，并带有 tWATCHDOG 关闭时间。

软启动

当满足前一章中的条件 b）时，专用启动序列完成，控制器将继续以软启动序列运行。NCP13992 中实现了全数字非线性软启动序列，使用软启动计数器和数模转换器（D/A），通过下桥臂驱动脉冲逐渐递增。NCP13992 软启动系统的框图如图 15 所示。

软启动模块的子系统和运行情况描述如下：

1. 软启动计数器是一个单向计数器，加载有在专用启动序列结束时（即在前一章中解释的条件 b 发生期间）达到的最后一个上桥臂导通时间值。软启动序列初始阶段使用的导通时间周期受第一个上桥臂导通时间周期选择和专用启动序列处理的影响。软启动计数器从该初始导通时间周期开始计数，直至达到其最大值（对应于集成电路的最大导通时间）。在每个下桥臂开关导通时间周期内，软启动计数器会增加软启动增量值（tSS_INCREMENT）。因此，可通过集成电路选项选择的软启动起始增量会影响软启动时间长度。如果需要进一步延长软启动周期，软启动计数器的下桥臂时钟信号可通过软启动时钟分频器（KSS_INCREMENT）分频 —— 这也可通过选择集成电路选项实现。当 FB 引脚电压降至 $V_{FB\_SKI{P}_{I}N}$ 电平以下时，软启动周期终止（即计数器加载至其最大值）。

2. 导通时间计数器是一个双向计数器，用作软启动、正常运行或过载条件下导通时间调制的主系统计数器。导通时间计数器在上桥臂开关导通期间递增，然后递减至零，定义下桥臂开关的导通周期。如前所述，该技术确保两个功率开关的占空比完全为 50% 对称。导通时间计数器的递增模式可通过以下两个事件之一切换为递减模式：第一，导通时间计数器值达到最大导通时间值（tTON_MAX）；第二，基于电流检测输入信息终止实际的上桥臂导通时间。

3. 最大导通时间比较器将实际的导通时间计数器值与最大导通时间值（tTON_MAX）进行比较，一旦集成电路检测到所需数量的 TON_MAX 事件，就会激活锁定（或自动恢复）保护模式。控制器的最小工作频率也以相同方式定义。在软启动期间的每个开关周期，最大导通时间比较器的参考值由软启动计数器值加载。在软启动运行期间，最大导通时间故障信号会被忽略。因此，转换器上桥臂开关的导通时间（进而工作频率）通过最大导通时间比较器间接由软启动计数器值定义。上桥臂开关的导通时间会增加，直到软启动计数器达到 tTON_MAX 周期并激活最大导通时间保护，或者直到导通时间比较器起作用并覆盖最大导通时间比较器。
   

4. 软启动数模转换器（D/A）与软启动计数器递增同步，为导通时间比较器输入生成软启动电压斜坡。当系统执行软启动周期时，用于导通时间比较器输入的内部 FB 信号会被人为拉低，然后逐渐上升 —— 参见图 16。当调节环路闭合且输出得到调节时，FB 环路应在特定点接管，因此软启动不会对导通时间调制产生其他影响。软启动计数器继续计数，直到达到其最大值（对应于集成电路的最大导通时间值，即集成电路的最小工作频率）。当 FB 引脚电压降至 $V_{FB\_SKI{P}_{I}N}$ 电平以下时，软启动周期终止（即计数器加载至其最大值）。数模转换器的输出会根据软启动计数器的变化而变化，因为它从软启动计数器的输出数据总线加载数据。

软启动序列期间的控制器运行情况如下：

在专用启动序列结束时，软启动计数器加载最后一个上桥臂导通时间值。导通时间计数器释放，并从零开始递增，直到达到等于实际软启动计数器状态的值。在上桥臂开关导通期间，导通时间计数器递增。然后，最大导通时间比较器将导通时间比较器的计数模式从递增切换为递减。设置死区时间后，下桥臂开关激活，直到导通时间计数器达到零值。在相应的下桥臂导通时间周期内，软启动计数器会增加选定的增量，因此下一个上桥臂开关的导通时间会自动延长，频率也会自然降低。由于控制器的工作频率降低，且下桥臂驱动信号用作软启动计数器的时钟源，软启动速度会在每个（或每 N 个，其中 N 由 KSS_INCREMENT 定义）开关周期的下桥臂驱动脉冲时开始减慢。因此，我们实现了非线性软启动，有助于在软启动运行初期加快输出充电速度，并在输出接近调节电平时降低输出电压斜率。软启动计数器的输出总线寻址数模转换器，该转换器定义导通时间比较器的参考电压。因此，该参考电压也会从初始零电平非线性增加，直到电流模式调节开始工作。然后，上桥臂和下桥臂开关的导通时间由导通时间比较器的作用定义，而非最大导通时间比较器。软启动继续进行，直到调节环路闭合，导通时间完全由次级调节器控制。然后，软启动计数器继续计数，并在其最大可能值（对应于集成电路的最小工作频率）处饱和。当软启动计数器值等于 tTON_MAX 值时，最大导通时间故障检测系统启用。

前面在导通时间调制和反馈环路章节中描述的先前导通时间重复功能在软启动周期开始时被禁用。这是因为在软启动周期的多个周期内，导通时间比较器的输出会保持高电平，直到电流模式调节接管。一旦电流调制完全开始工作（即在导通时间比较器输出在实际的上桥臂开关导通时间周期内定期降至低电平的时刻），先前的导通时间重复功能将启用。由 NCP13992 控制器驱动的 LLC 应用的典型启动波形如图 17 所示。

跳变模式运行

NCP13992 实现了专有的轻载和静音跳变模式运行技术，可提高轻载效率、降低空载功耗并显著减少声学噪声。在满负载和中等负载条件下，控制器采用 50% 占空比对称运行。在此工作模式下，将进行正常的电流模式频率调制 —— 参见本数据手册的导通时间处理部分。当负载降至预选水平以下时，50% 占空比对称工作模式将被连续运行取代，在受控的关闭时间后重复最小开关模式。功率开关仍采用零电压开关技术，以实现高轻载效率。当负载进一步降低且 FB 电压降至跳变引脚上用户可调节的另一个 FB 阈值以下时，将启动静音跳变模式运行。跳变脉冲串的频率由内部数字控制器围绕预选的静音跳变频率钳位进行调节，以减少声学噪声。在空载条件下，跳变频率会降至极低值。有关轻载和静音跳变模式运行期间的典型应用波形，请参见图 18、图 19 和图 20。

高压半桥驱动器

该驱动器采用传统的自举电路，需要一个外部高压二极管和串联电阻作为电容器补充路径。串联电阻 Rboot 的最小值为 3.3 欧姆。图 21 显示了驱动器部分的内部架构。该器件集成了上桥臂欠压锁定（UVLO）电路，确保上桥臂 MOSFET 有足够的栅源电压（$V_{GS}$）。

连接到 VBOOT 引脚的内部压摆率（dV/dt）传感器检测 HB 引脚电压跳变，以设置最佳死区时间 —— 请参见死区时间章节。内部高压放电开关连接到 HB 引脚，并在应用启动前放电谐振电容器。开关电流被调节至 IDISCHARGE 水平，直到 HB 引脚达到 $V_{HB\_MIN}$ 阈值电压。放电系统确保应用始终具有相同的启动条件，无论之前的运行状态如何。

如最大额定值部分所述，BOOT 引脚上的浮动部分可承受高达 620V 的直流电压。该电压范围使该集成电路非常适合具有 400V PFC 前级的离线应用。

自动死区时间调整

在半桥拓扑结构中，上桥臂和下桥臂驱动器之间的死区时间周期是必需的，以防止功率级 MOSFET 中出现任何交叉导通，否则会导致过大电流、高电磁干扰（EMI）噪声或应用完全损坏。谐振转换器中通常使用固定死区时间周期，因为这种方法易于实现。然而，这种方法无法确保谐振拓扑结构中的最佳运行条件，因为磁化电流会随线路和负载条件变化。在给定的运行条件下，最佳死区时间等于桥电压在上下状态之间转换所需的时间，反之亦然 —— 参见图 22。

当使用最佳死区时间周期时，MOSFET 体二极管的导通时间会最小化，从而使谐振转换器功率级的效率最大化。有多种方法可以确定或近似最佳死区时间周期（例如使用主变压器上的辅助绕组或随转换器的工作频率调制死区时间周期）。然而，这些方法需要专用引脚用于标称死区时间调整或辅助绕组电压检测。NCP13992 采用专用方法，在内部检测 VBOOT 引脚电压，并根据转换器的实际运行条件调整最佳死区时间周期。连接到 VBOOT 引脚的高压压摆率（dV/dt）检测器提供两个内部数字信号，指示相应的 MOSFET 开关关断后，HB 和 VBOOT 引脚上发生的上桥臂到下桥臂以及下桥臂到上桥臂的转换。一旦相应的压摆率（dV/dt）传感器输出提供 HB（或 VBOOT）引脚转换结束的信息，控制器就会启用功率级中的对侧 MOSFET。

在某些情况下（例如母线电压极低或发生某些严重故障时），桥引脚（HB）上的零电压开关（ZVS）转换可能需要更长时间，甚至无法完成。在设计正确的应用中，这种情况通常不会发生，因为其他多种保护会防止此类情况。NCP13992 实现了最大死区时间周期钳位，将驱动器的关闭时间周期限制在 tDEAD_TIME_MAX 值。无论是否缺少压摆率（dV/dt）传感器信号，内部逻辑都会强制相应的 MOSFET 驱动器导通。这种情况在正常运行期间不会发生，并且会被器件视为故障状态。事件发生后，控制器的继续运行方式有多种可能，具体取决于集成电路选项：

1. 当 tDEAD_TIME_MAX 周期结束时，强制对侧 MOSFET 开关导通，且不产生故障。

2. 如果在选定的 tDEAD_TIME_MAX 周期内未检测到零电压开关（ZVS）条件，控制器将锁定关闭。

3. 如果在选定的 tDEAD_TIME_MAX 周期内未检测到零电压开关（ZVS）条件，控制器将停止运行，并在自动恢复周期后重启运行。

提供死区时间（DT）故障计数器选项。在这种情况下，需要发生选定数量（NDT_MAX）的死区时间（DT）故障事件才能确认死区时间（DT）故障。

该器件还提供固定死区时间（DT）选项。对于该器件选项，不使用内部压摆率（dV/dt）传感器信号，而是将 tDEAD_TIME_MAX 周期用作常规死区时间（DT）周期。在这种情况下，死区时间（DT）故障检测被禁用。

温度关断

NCP13992 包括温度关断保护。典型的温度关断（TSD）滞回为 30°C。当温度升至上限阈值以上时，控制器会立即停止开关，并进入具有极低功耗的关闭模式。维持 VCC 供电（通过使高压启动工作在 DSS 模式），以存储温度关断（TSD）事件信息。当温度降至下限阈值以下时，控制器会启动完全重启（包括软启动）。高压启动电流源具有独立的过温保护，当芯片（DIE）温度超过温度关断（TSD）时，该保护会限制其输出电流，以避免损坏高压启动硅结构。

应用信息

NCP13992 LLC 控制器的控制器运行时序

以下段落描述了几种典型情况下的控制器运行时序及其之间的转换。

1. 应用启动、欠压关闭和重启、过压 / 过温锁定然后重启 —— 图 23

   在 A 点，应用连接到电网，因此控制器的高压输入获得偏置。高压启动电流源开始为 VCC 电容器充电，直到 VCC 达到 $V_{CC\_ON}$ 阈值。

在 B 点，VCC 引脚电压达到 $V_{CC\_ON}$ 阈值。BO、FB、OVP/OTP 和 PFC MODE 模块启用。由于 PFC MODE 输出激活了外部高压开关，VBULK/PFC FB 引脚开始接收分压后的母线电压。在每次 $V_{CC\_ON}$ 事件期间，VCC 消隐功能激活，以确保在 $V_{CC\_ON}$ 事件后内部模块完全偏置和稳定之前，内部逻辑忽略所有故障输入。在这种情况下，由于 VBULK/PFC FB 上的电压低于 $V_{BO}$ 电平，第一次 VCC 消隐周期后集成电路驱动器未启用。只要故障条件仍然存在，集成电路就会保持所有内部模块偏置，并工作在动态自供电（DSS）模式。

在 C 点，收到 BO_OK 条件（VBULK/PFC FB 上的电压达到 $V_{BO}$ 电平）。集成电路激活启动电流源为 VCC 电容器充电，以确保新启动有足够的能量。VCC 电容器电压再次达到 $V_{CC\_ON}$ 电平，并启动 VCC 消隐周期。VCC 消隐周期结束后，由于此时没有故障条件，驱动器启用，应用启动。

在 D 点，线路电压以及母线电压下降，因此 BO_OK 信号变为低电平（VBULK/PFC FB 上的电压降至 $V_{BO}$ 电平以下）。LLC 驱动器以及 OVP/OTP 模块偏置被禁用。PFC MODE 输出保持高电平，以保持母线电压分压器连接，因此 BO 模块仍监控母线电压。控制器激活高压启动电流源进入动态自供电（DSS）模式，以保持足够的 VCC 电压，供所有在集成电路等待 BO_OK 条件时处于激活状态的模块运行。

在 E 点，线路电压以及母线电压上升，因此当达到 $V_{BO}$ 电平时，欠压模块提供 BO_OK 信号。收到 BO_OK 信号后，激活启动电流源为 VCC 电容器充电，以便新启动。

在 F 点，达到 $V_{CC\_ON}$ 电平。同时启动 OVP/OTP 模块偏置和 VCC 消隐周期。由于未检测到故障条件，VCC 消隐周期结束后，控制器通过常规启动序列和软启动恢复运行。

之后应用正常运行，直到在 G 点 OVP/OTP 输入被上拉。然后控制器进入锁定关闭模式，此时除反馈模块外，所有模块都被禁用。VCC 管理控制高压启动工作在动态自供电（DSS）模式，以保持足够的 VCC 电平，在应用仍连接到电网时存储锁定状态信息。

在 H 点，电源从电网断开，VCC 电压降至 $V_{CC\_RESET}$ 电平以下，因此低压控制器从锁定状态释放。当用户再次将应用连接到电网时，会发生新的应用启动。

1. 应用启动、欠压关闭和重启、输出短路故障与自动恢复重启 —— 图 24

   该图的运行波形描述与图 23 中从 A 点到 G 点的描述相似，但有一个区别。在第一次 $V_{CC\_ON}$ 事件后，跳变模式运行（FB < VFB_SKIP_IN）阻止了集成电路启动，而非 BO 故障。

在 G 点，由于控制器检测到过载条件（在这种情况下为输出短路事件，因为输出电压突然下降），LLC 转换器运行停止。控制器禁用所有模块，除了 FB 模块和故障逻辑。启动高压动态自供电（DSS）运行，以保持足够的 VCC 电压，供所有需要偏置的内部模块使用。内部自动恢复定时器倒计时恢复延迟周期 $t_{A-RE{C}_{T}IMER}$。

在 H 点，自动恢复重启延迟周期结束。激活高压启动电流源，在新启动前为 VCC 电容器充电。

在 I 点，达到 $V_{CC\_ON}$ 阈值，所有内部模块偏置。同时启动 VCC 消隐和 OVP/OTP 消隐周期。启用 LLC 转换器运行，包括专用启动和软启动周期。在此期间，输出短路被消除，因此输出电压上升，FB 环路在 LLC 转换器软启动周期内接管控制。

1. 启动、跳变模式运行、低线路检测和重启进入跳变模式 —— 图 25

   在 A 点，应用连接到电网，因此控制器的高压输入获得偏置。高压启动电流源开始为 VCC 电容器充电，直到 VCC 达到 $V_{CC\_ON}$ 阈值。

在 B 点，VCC 引脚电压达到 $V_{CC\_ON}$ 阈值。BO、FB、OVP/OTP 和 PFC MODE 模块启用。由于 PFC MODE 输出激活了外部高压开关，VBULK/PFC FB 引脚开始接收分压后的母线电压。在每次 $V_{CC\_ON}$ 事件期间，VCC 消隐周期激活。该消隐功能确保在 $V_{CC\_ON}$ 事件后内部模块完全偏置和稳定之前，内部逻辑忽略所有故障输入。即使 VCC 消隐周期结束，由于存在 OVP 故障条件，集成电路驱动器也未启用。一段时间后，OVP 故障条件消失，因此启用高压启动电流源，为新的启动尝试准备足够的 VCC。检测到 $V_{CC\_ON}$ 事件后，设置新的 VCC 消隐和 OTP 消隐周期。在 C 点，由于 VCC 消隐周期结束后没有故障条件，控制器授权驱动器运行。负载电流降低，因此 FB 环路降低初级控制器 FB 引脚电压。

在 D 点，负载进一步减小，达到 FB 跳变阈值。控制器关闭跳变模式运行期间控制器运行非必需的所有模块，即除 FB 模块和 VCC 管理外的所有模块。该技术用于在跳变模式运行期间没有驱动脉冲时最小化器件功耗。然后输出电压自然下降，FB 环路将这种变化反映到初级 FB 引脚电压，使其相应上升。在每个跳变脉冲串期间，辅助绕组为 VCC 电容器充电，因此在跳变模式运行期间，控制器由应用供电。

在 E 点，达到控制器 FB 跳变退出阈值；控制器启用所有模块和 LLC 驱动器，为输出电容器充电。由于跳变模式期间 VCC 引脚上有足够的电压，控制器未激活高压启动电流源。在跳变脉冲串开始时，激活 OTP 消隐周期，以屏蔽可能的 OTP 故障。

注：VCC 电容器的容量应选择足够大，以确保在跳变模式期间 VCC 不会降至 $V_{CC\_OFF}$ 电平以下。否则，器件将进入关闭模式。

在 F 点，线路电压下降，但由于跳变模式期间母线电容器几乎没有消耗（控制器仅提供一些补充脉冲串），母线电压下降缓慢。因此，应用在多个跳变脉冲串周期内继续以跳变模式运行。

在 G 点，在其中一个跳变脉冲串脉冲期间，控制器检测到母线电压水平低于 $V_{BO}$ 阈值。因此，控制器禁用驱动器，并进入动态自供电（DSS）模式运行，其中 OVP/OTP 模块被禁用，控制器等待 BO_OK 事件。在这种情况下，PFC MODE 提供 $V_{PFC\_M\_ON}$ 电压，允许 PFC 级为母线电容器充电。

在 H 点，线路电压升高，因此控制器收到 BO_OK 信号。BO_OK 信号在高压启动电流源激活并为 VCC 电容器充电期间收到。

在 I 点，VCC 引脚达到 $V_{CC\_ON}$ 阈值。同时启动 VCC 消隐周期和 OVP/OTP 消隐周期。VCC 消隐周期结束后，由于未检测到故障，启用完整的启动序列。由于负载电流较低，应用随后再次进入跳变模式。

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（注：文档部分内容可能由 AI 生成）