TOPSwitch—Ⅱ的性能特点

接线图 2023年11月24日 17:51 156 admin

　　TOPSwitch--Ⅱ的管脚排列如图所示。它有三种封装形式。其中，TO-220封装自带小散热板，属于典型的三端器件。其外形与7800系列三端线性稳压器相同。DIP--8封装和SMD-8封装各有8个引脚，但均可简化成3个；二者的区别是DIP-8可配8脚IC插座,SMD-8则为表面贴片，不需要打孔焊接。
TOPSwitch—Ⅱ的性能特点第1张
　　TOPSwitch--Ⅱ的3个管脚分别为控制端C(Con— trol)、源极S(Source)、漏极D(Drain)。其中，控制端的作用有4个：
　　(1)利用控制电流Ic的大小来调节占空比 D，当Ic从6.0mA减到2.0mA时，D就由1.7％增至67％，比例系数(即脉宽调制增益)为 K=ΔD/ ΔC=(1.7％-67％)/ 6.0mA-2.0mA=-16.3％mA≈-16％mA
　　(2)与内部并联调整器／误差放大器相连，能为芯片提供正常工作所需的偏流；
　　(3)该端还作为电源支路和自动重启/补偿电容的连接点，通过外接旁路电容来决定自动重启动的频率；
　　(4)对控制回路进行补偿。
　　控制电压Uc的典型值应为5.7V，极限电压UCM=9V，控制端的最大允许电流，ICM=100mA。漏极与片内功率开关管的漏极连通，漏一源击穿电压U(BR)DS≥700V。源极S则接内部功率开关管的源极，还与小散热片接通(仅对TO--220封装而言)，作为初级电路的公共地。对于DIP-8和SMD-8封装，都设计了6个S端，它们在内部是连通的。区别只是左边的3个S端作为信号地接旁路电容的负极，右边的3个S端则称为高压返回端(HV RTN)，即功率地。安装印刷板时应将它们焊到地线区域的不同位置上，这样即可避免大电流通过功率地线所形成的压降对控制端产生的干扰。
　　 TOPSwitch--Ⅱ的内部框图如下图所示，主要包括10个部分：(1)控制电压源；(2)带隙基准电压源；(3)振荡器；(4)并联调整器／误差放大器；(5)脉宽调制器；(6)门驱动级和输出级；(7)过流保护电路；(8)过热保护及上电复位电路；(9)关断／自动重启动电路；(10)高压电流源。图中，Zc为控制端的动态阻抗；RE为误差电压检测电阻；RA与CA构成截止频率为7kHz的低通滤波器。TOPSwitch--Ⅱ的基本原理是利用反馈电流Ic来调节占空比D，从而达到稳压的目的。

TOPSwitch—Ⅱ的性能特点第2张　　TOPSwitch—Ⅱ系列产品具有以下显著著特点：
　　(1)将脉宽制(PWM)控制系统的全部功能集成到三端芯片中。内含脉宽调制器、功率开关场效应管(MOSFET)、自动偏值电路、保护电路、高压启动电路和环路补偿电路，通过高频变压器使输出端与电网完全隔离，真正实现了无工频变压器、隔离、反激式开关电源的单片集成化，使用安全可靠。由于采用CMOS电路，使器件功耗显著降低。它不需要外接大功率的过流检测电阻，外部也不必担供启动时的偏值电流。
　　(2)它属于漏极开路输出并且利用电流来线性调节占空比的AC/DC电源变换器，即电流控制型开关电源。
　　(3)输入交流电压和频率的范围极宽。作固定电压输入时可选110V/115V/230V交流电，允许变化±15%；在宽范围电压输入时，适配85~265V交流电，但POM值要比前者降低40%，这是因为后者的工作条件更为苛刻，必须对输出功率加以限制。输入频率范围是47~440HZ。以由TOP223Y构成的开关电源模块为例，其电压调整率(又称线性调整率)SV=±0.7%，负载调整率(亦称电流调整率)S1=±1.1%(均为典型值)。若采用光耦反馈式并且外接由可调式精密并联稳压器TL431构成的误差放大器，则SV、S1分别可以达到±0.2%。
　　(4)TOPSwitch—Ⅱ只有三个引出端，可以同三端线性集成稳压器相媲美，能以最简方式构成无工频变压器的反激式开关电源。为完成多种控制、偏值及保护功能，其控制端属于多功能引出端，实现了一脚多用。它具有连续和不连续两种工作模式。反馈电路有4种基本类型，能构成各种普通型或精密型开关电源。
　　(5)开关频率的典型值为100KHZ，允许范围是90~110KHZ，占空比调节范围是1.7%~67%。
　　(6)外围电路简单，成本低廉。外部仅需整流滤波器、高频变压器、漏极钳位保护电路、反馈电路和输出电路。由 TOPSwitch—Ⅱ构成5W以上的开关电源，在成本上可与相同功率的线性集成稳压电源相竞争。
　　(7)电源效率高。由于芯片本身功耗很低，电源效率可达80%左右，最高能达到90%，因此被誉为“绿色”(节能型)电源。
　　(8)若将它配以低压差线性集成稳压器，则可构成一种新型复合式开关电源，既保留了开关电源体积小、效率高之优点，又具有线性稳压电源稳定性好、纹波电压低等优良特性。此外，它还适配L4960/L4970A系列可调式单片关式集成稳压器，组成电压连续可调、大电流输出的复合式开关电源。
　　(9)采用这种芯片能够降低开关电源所产生的电磁干扰(EMI)。
　　(10)其工作温度范围是0~70℃，芯片最高结温TJM=135℃。
附表 TOPSwitch—Ⅱ的产品分类及最大输出功率POM
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