基于NCP1351B脑电采集仪的电源设计
目前，欧洲委员会和欧洲消费电子制造商协会(eacec)为消费品制定了法律，要求所有的电源产品的最大空载功耗不得大于0.3 w。
传统的单端反激式电源采用经典的uc3843控制芯片。uc3843是一款脉宽调制型(pwm)芯片。他是固定开关频率，通过改变脉冲宽度来调节占空比。其缺点是受驱动脉冲传输延时的影响，负载变轻时，调节范同变窄。
另外输出端一般要接假负载，以防止空载时输出电压升高。由于上述原因，采用uc3843控制的脑电采集仪电源的待机功耗偏大，无法满足现代的节能要求。
安森美公司推出了绿色节能型芯片ncp1351b，该芯片采用固定峰值电流技术(类似于固定ton)，本文采用该芯片设计的脑电采集仪电源通过降低空载时的工作频率，满足了待机低功耗的要求；输出端不接假负载，输出电压也不会升高，能够提供高稳压、高精度的电源。
2 ncp1351b简介
ncp1351b只需要极小的启动电流(≤20μa)，工作功耗小。其完善的保护功能，可以用来设计多种用途的电源：如辅助电源；低待机功耗的脑电采集仪电源；电池充电器等。各管脚的功能简述如下：
fb：反馈输入端。流进该端的电流决定芯片的工作频率。
ct：定时电容。定时电容容量决定无反馈电流时最大工作频率。
cs：电流检测端。接外部开关管的过电流检测电阻。
gnd：地。
drv：驱动脉冲输出端。接开关管的栅极。
vcc：电源端。
latch：锁定输出端。当该端电压超过vlatch(一般为5 v)，将关闭驱动脉冲。
timer：定时器设置端。外接电容，将设置保护电路的动作时间。ncp1351b具有如下独特的特性：
(1)类似固定导通时间(ton)，改变关断时间(toff)的电流模式控制；
(2)极低的启动电流；
(3)峰值电流补偿，减小变压器的噪音；
(4)可编程峰值电流检测电压，实现功耗的优化；
(5)具有完善的保护功能，包括带滞后特性的欠电压保护(uvlo)、过电流保护(亦称过载保护，opp)、过热保护(otp)、输出短路保护、控制环路的开环保护等功能；
(6)轻负载时，增加关断时间(toff)，满足低待机功耗的要求。
3 ncp1351b的关键技术分析
3.1待机工作模式
ncp1351b的待机工作模式基于轻负载时，反馈电流将减小，改变定时电容ct的充电电压，调节时钟比较器翻转的时间，从而改变工作频率。
从ncp135 1b的反馈输入端fb端流进光藕传递过来的反馈电流。实际上，fb端相对控制地可以等效一个二极管dfb，受控电流源ifb从控制地流出，在rb偏置电阻产生一个负压降。此时，时钟发生器的比较基准电压值大约等于：
在空载或短路时，ifb几乎接近于0，vclock电压达到最高，定时电容的充放电时间将延长，时钟发生器的翻转周期(t)将减小(也就是工作频率增加)。
在峰值电流控制模式下，空载时降低工作频率。工作频率会下降到人耳的可听频段，产生机械振荡，很容易发出音频噪音。ncp1351b通过固定峰值电流检测，在轻载时、频率下降，同时峰值电流大约只有最大峰值的30％，以免变压器发生机械振荡，产生音频噪音，维持良好的待机能耗表现。
3.2负电流检测技术
3.2.1 正电流检测技术的缺点
传统的电流型控制芯片，一般采用正电流检测技术，这种检测技术有以下缺点：
(1)无法调节峰值电流的检测电压，基准电压集成在控制芯片内部；
(2)门电压等于驱动电压减去峰值电流检测电阻(rsense)上的电压。
如果vcc=7 v，假设满载，此时：
(3)mos管开通时(由于ciss存在)，在rsense上会产生一尖峰电压，干扰控制环路，使电源稳定性降低。而负峰值电流检测技术可以解决上面问题。
3.2.2 电路工作原理
电路工作原理描述如下：
(1)当vcs>vth，电流误差放大器输出低电平，不动作。
(2)当vcs
在轻载时，ilp很小，vcs roffset×ics。ics最大值为270μa，通过改变roffset的阻值，可以减小vcs，调节负峰值电流的检测电压。由于控制地与mos管的源极相连，所以门电压等于驱动电压。
4 ncp1351b在脑电采集仪电源设计中的应用
4.1 基于ncp1351b的脑电采集仪电源样机原理图
脑电采集仪是医院中检测病人脑电图的常见的设备，由于病人的到来具有不确定性和间隔性，因此其待机工作时间长，这就要求电源在脑电采集仪空闲时自动进入待机工作模式，一旦开始工作时，迅速进入正常工作状态。要求电源动态响应快，能根据负载情况，自动切换。
基于ncp1351b设计的“绿色节能”脑电采集仪电源样机原理图如图1，2所示。
r1，r2是启动电阻，提供芯片的启动电流。
电源第一次启动时，通过r1，r2和ec2，c8提供工作电源。电源启动后，辅助绕组给芯片供电。由于变压器漏感以及pcb板寄生参数的影响，mos管关断时会产生很高的尖峰电压。r3，c2，d5组成一个简单的rcd钳位电路，防止m()s管击穿。r4，c5组成一个低通滤波器，有效抑制尖峰电流的干扰。u3(431)提供2.5 v的基准，与u2b构成输出级的电压反馈，通过u2a流过的电流在r上形成反馈电压，构成一个完整的闭环电路，使输出级电压恒定不变。
4.2 实验结果分析
在输入电压220 v时，空载功耗为180 mw；在输人电压100 v时，空载功耗为210 mw。
实验波形如图3所示：
经过测试，基于ncp1351b的脑电采集仪电源样品空载功耗小于300 mw，符合目前电源产品的最大空栽功耗不得大于0.3 w的要求。
本文利用ncp1351b芯片良好的待机能耗和完善的保护功能的优点，简化了脑电采集仪电源的外围电路设计，从而减小体积、降低成本。
实验结果表明基于ncp1351b的脑电采集仪电源的负载效应小、稳压精度高、输出峰峰杂音小，基本上满足现有各种电源的要求。
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ncp1351b只需要极小的启动电流(≤20μa)，工作功耗小。其完善的保护功能，可以用来设计多种用途的电源：如辅助电源；低待机功耗的脑电采集仪电源；电池充电器等。各管脚的功能简述如下：
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ct：定时电容。定时电容容量决定无反馈电流时最大工作频率。
cs：电流检测端。接外部开关管的过电流检测电阻。
gnd：地。
drv：驱动脉冲输出端。接开关管的栅极。
vcc：电源端。
latch：锁定输出端。当该端电压超过vlatch(一般为5 v)，将关闭驱动脉冲。
timer：定时器设置端。外接电容，将设置保护电路的动作时间。ncp1351b具有如下独特的特性：
(1)类似固定导通时间(ton)，改变关断时间(toff)的电流模式控制；
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(4)可编程峰值电流检测电压，实现功耗的优化；
(5)具有完善的保护功能，包括带滞后特性的欠电压保护(uvlo)、过电流保护(亦称过载保护，opp)、过热保护(otp)、输出短路保护、控制环路的开环保护等功能；
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(1)当vcs>vth，电流误差放大器输出低电平，不动作。
(2)当vcs
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