TOPSwitch系列三端离线式PWM开关译文.doc

TOPSwitch系列三端离线式PWM开关 TOPSwitch器件为三端单片开关电源, 是一种将PWM和MOSFET合二为一的新型集成芯片。与普通线性稳压电源相比其优点为体积小、重量轻, 并且密度高、价格低; 采用它制作高频开关电源, 不仅简化了电路, 同时可以改善电源的电磁兼容性能, 且降低了制作成本。 TOPSwitch系列（仅用三个引脚）实现了离线开关式控制系统所必需的所有功能：高压N沟道功率MOSFET电压模式PWM控制器高压启动偏置电路并联稳压器/误差放大器 用于环路补偿和故障保护电路。相比 MOSFET和控制或自振荡（开关转换器解决方案，TOPSwitch集成电路可以降低总成本，元件数量，，重量同提高效率和系统的可靠性。这些设备（0到50瓦）100/110/230伏离线伏离线功率因数校正（PFC）。 图2 功能块图 脚功能描引述 漏引脚 输出MOSFET的漏极连接。提供内部偏置内部电流检测点。 控制引脚 误差放大器和反馈电流输入引脚 。内部并联稳压在正常运行提供内部 偏置电流。 源极引脚 MOSFET的。 图3 管脚排列 TOPSwitch系列的功能描述 图4 占空比与控制极引脚电流的关系 TOPSwitch是一个。 控制电压供应 控制引脚电压VC 是控制器和驱动电路的电压源或偏置电压源。紧密联系控制极和源极引脚的外部旁路电容是提供门驱动电流所必要的。 图5 正常运行（a）（b） 连接于此引脚的总电容（CT）同时也设置了自动重启时间和控制回路补偿。Vc被限定于两种运行模式之一。 滞后调节用于初始启动和过载运行。分流稳压器用于分散工作周期内来自于控制电路的电源电流的误差信号。在启动时，VC电流来自于一个内在地连接于漏极和控制极引脚的高压开关电流源。)提供.足够的电流以供应控制电路系统同时为外部总电容器（CT）充电。 TOPSwitch系列功能描述（续） 如图5（a）所示， VC第一次达到上限值时，高压电流源被关闭，同时PWM调节器和功率晶体管被激活。在正常运行期间（调节输出电压时）反馈控制电流为VC提供电流。当控制引脚的反馈电流超过PWM误差检测电阻Re上的直流电流时，并联稳压器通过分流使VC保持在5.7伏。 脉宽调制器 注意 栅极驱动器 误差放大器 逐周期电流限制 关断/自动重启 闭锁关断 过热保护 。 高压偏置电流源 图6 正常运行(1)、自动重启(2)、闭锁关断(3)和掉电重启(4)的典型波形 电路工作介绍 初级反馈调节 图7所示电路是一个简单的5伏、5瓦的偏置电源，用于TOP200。这个通用反馈输入电源采用来自变压器偏置绕组的初级端调节。此方法最适于在绝缘要求低和运行负载变化范围窄的情况下的应用。在负载为额定载的10% 到 100%之间时，电源负载调节达±5%或者更精确是能够达到的。电压反馈从变压器（T1）的偏置绕组获得，这样就不再需要光耦合器和次级误差放大器了。高压电流加到T1的一次绕组上。变压器一次侧的另一边由TOP200 里集成的高压MOSFET晶体管（U1）驱动。TOP200的内部振荡器规定了电路以100kHz的转换速度运行。钳位电路由VR1实现，D1则将由变压器漏电感引起的前沿电压尖峰限制在一个安全值上。二次绕组经D2、C2、C3、L1整流和滤波来产生5伏的输出电压。T1偏置绕组的输出电压经过了D3、R1和C5的整流和滤波。C5上的电压由U1来控制，并且由U1控制引脚的5.7伏内置并联稳压器决定。当C5上的整流偏置电压开始超过并联稳压器的电压时，电流将会流入控制引脚。在达到稳定工作点之前，不断增长的控制引脚电流会缩短工作周期。输出电压和偏置电压成正比，比例由输出线圈和偏置绕组的变比确定。C5用来绕过控制引脚。C5还通过分流控制引脚动态阻抗上的交流电流为电源提供环路补偿，同时决定了启动和重启状态下自动重启的频率。 参看表DN-8，获取更多有关TOP200在偏置电源方面应用的信息。 图7 基于TOP200的包含最少元件的5伏、5瓦偏置电源原理图 图8 基于TOP202和简单光耦合器反馈的15瓦通用输入电源原理图 简单光耦反馈 图8所示电路时一个7.5伏、15瓦的二级调节回扫电源，该电源实用的TOP202运行于85到265伏的交流电压下。通过实用光耦合器和次级稳压二极管改良了输出电压精度和图7所示电路的控制。此电路通常的运行电压等级和图7中所描述的一样。输入电压经过了BR1和C1的整流和滤波。L2、C6和C7降低了发射电流。偏置绕组经D3和C4的整流和滤波产生了11伏的额定偏置电压。稳压二极管（VR2）电压和光耦合器中LED的前向电压共同决定了输出电压。R1、光耦合电流传输比和TOPSwitch控制电流工作周期传递函数设定了直流控制回路增益。C5和控制引脚的动态阻抗以及电容的等效串联电阻值建立了一