單片開關(guān)電源的基本原理

 

　　以第二代產(chǎn)品TOPSwitch一H系列為例來討論單片開關(guān)電源的工作原理。

 

　　TOPSwitch - Q的管腳排列如圖3-16所示。它有三種封裝形式。其中，TO - 220封裝自帶小散熱片，屬典型的三端器件，其外形與7800系列三端線性穩(wěn)壓器相同。DIP一8封裝及SMD一8封裝各有8個(gè)引腳，但均可簡化成3個(gè)。二者區(qū)別是DIP一8可配8腳IC插座，SMD一8則為表面貼片，后者不需打孔焊接。

 

　　TOPSwitch一II的三個(gè)管腳分別為控制端C(CONTROL) ,源極S (SOURCE) ,漏極D(DRAIN)。其中，控制端有4個(gè)作用:第一，利用控制電流I。的大小來調(diào)節(jié)占空比8;第二，它與內(nèi)部并聯(lián)調(diào)整器/誤差放大器相連，能為芯片提供正常工作所需的偏流;第三，該端還作為電源支路和自動(dòng)重啟動(dòng)/補(bǔ)償電容的連接點(diǎn)，通過外接旁路電容來決定自動(dòng)重啟動(dòng)的頻率;第四，對控制回路進(jìn)行補(bǔ)償。控制電壓U。的典型值應(yīng)為5.7 V，極限電壓UcM二9V，控制端最大允許電流IcM =100 mAo漏極D與片內(nèi)功率開關(guān)管的漏極連通，漏一源擊穿電壓U(BR)Ds->,700 Vo源極S則接內(nèi)部功率開關(guān)管的源極，還與小散熱片接通(僅對TO一220封裝而言)作為初級電路的公共地。

 

　　對于DIP一8以及SMD一8封裝，都設(shè)計(jì)了6個(gè)S端，它們在內(nèi)部是連通的。區(qū)別只是左邊3個(gè)S端作為信號地接旁路電容的負(fù)極，右邊3個(gè)S端則稱為高壓返回端(HV RTN )，即功率地。安裝印制板時(shí)應(yīng)將它們焊接到地線區(qū)域的不同位置上，這樣可避免大電流通過功率地線所形成的壓降對控制端產(chǎn)生干擾。

 

　　TOPSwitch - II將脈寬調(diào)制(PWM)控制系統(tǒng)的全部功能集成到三端芯片中，它屬于漏極開路輸出并且利用電流來線性調(diào)節(jié)占空比的AC/DC電源變換器，即電流控制型開關(guān)電源。其內(nèi)部框圖如圖3一17所示，主要包括10部分電路:①控制電壓源;②帶隙基準(zhǔn)電壓源;③振蕩器;④并聯(lián)調(diào)整器/誤差放大器;⑤脈寬調(diào)制器;⑥門驅(qū)動(dòng)級和輸出級;⑦過流保護(hù)電路;⑧過熱保護(hù)及上電復(fù)位電路;⑨關(guān)斷Z自動(dòng)重啟動(dòng)電路;⑩高壓電流源。圖中，zc為控制端的動(dòng)態(tài)阻抗，R是誤差電壓檢測電阻。RA與CA構(gòu)成截止頻率為7 kH:的低通濾波器。