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文档简介
1、开关电源电路相关设计 8.1.1 基于TOPSwitch-GX的六端单片开关电源电路 1. TOPSwitch- GX的主要技术性能与特点的主要技术性能与特点 TOPSwitch-GX系列是Power Integrations(PI)公司生产的第四代单片开关电源集成电路,有TOP242PTOP244P、TOP242GTOP244G、TOP242RTOP250R、TOP242YTOP250Y、TOP242FTOP250F多种型号,是PI公司的主流产品之一。开关频率为132kHz,输出功率从9W290W。可以通过控制进入低功耗/唤醒模式,当输入交流电压是230V时,在远程关断模式芯片的功耗仅为16
2、0mW。 2. TOPSwitch- GX的引脚功能与封装形式的引脚功能与封装形式 TOPSwitch-GX系列产品采用Y封装TO-220-7C,F封装TO-262-7C、R封装TO-263-7C、P封装DIP-8B(P)和G封装SMD-8B(G),引脚封装形式如图所示,引脚端功能如下: (a)TO-220-7C封装 (b)TO-262/263-7C封装 (c)DIP-8B /SMD-8B封装图8.1.1 TOPSwitch- GX系列产品引脚封装形式 引脚端D(DRAIN)为高电压功率MOSFET漏极输出; 引脚端S(SOURCE)为高电压功率MOSFET源极,初级控制电路公共端和参考点;
3、引脚端C(CONTROL)为误差放大器和反馈电流输入端,对占空因数进行控制;引脚端L(LINE-SENSE)(仅Y、R或者F封装有此引脚端)为线路检测端,用于过电压(OV)保护、欠电压(UV)保护、线路前馈、远程导通关断(ON/OFF)和同步,连接到S引脚端,所有在这个引脚端的功能不使能; 引脚端X(EXTERNAL CURRENT LIMIT) (仅Y、R或者F封装有此引脚端)用于外部电流限制调节、远程导通关断(ON/OFF)和同步,连接到S引脚端,所有在这个引脚端的功能不使能; 引脚端M(MULTI-FUNCTION)(仅P或者G封装有此引脚端)组合在Y封装中的L和X引脚端的功能,用于过电
4、压(OV)保护、欠电压(UV)保护、外部电流限制调节、线路前馈、远程导通关断(ON/OFF)和同步,连接到S引脚端,所有在这个引脚端的功能不使能; 引脚端F(FREQUENCY)(仅Y、R或者F封装有此引脚端)用来选择开关频率,连接这个引脚端到S引脚端,开关频率为132kHz,连接这个引脚端到C引脚端,开关频率为66kHz;对于P和G封装,开关频率在芯片内部设置为132kHz。3. TOPSwitch-GX的内部结构与工作原理的内部结构与工作原理TOPSwitch-GX系列产品采用Y、R和F封装的内部方框图如图所示(采用P、G封装的内部方框图略有不同),芯片内部包含有线路检测(LINE SEN
5、SE)、低功耗模式自动重启动电路(SHUTDOWN/AUTO-RESTART)、PWM比较器(PWM COMPARATOR)、门驱动级和输出级(CONTROLLED TURN-ON GATE DRIVER)、限流比较器(CURRENT LIMIT COMPARATOR)、欠电压比较器(INTERNAL UV COMPARATOR)、内部电源(INTERNAL SUPPLY)、软启动电路(SOFT START)、并联调节器误差放大器(SHUNT REGULATOR /ERROR AMPLIFIER+)、具有滞后特性的过热保护电路(HYSTERETIC THERMAL SHUTDOWN)、限流调节
6、(CURRENT LIMIT ADJUST)、软启动(SOFT START)、轻负载频率自动降低电路(LIGHT LOAD FREQUENCY REDUCTION)、波形振荡器(OSCILLATOR WITH JITTER)、停止逻辑(STOP LOGIC)等电路。 TOPSwitch-GX具有轻负载频率自动降低电路,开关频率及占空比能随输出端负载的降低而自动减小。当负载很轻时,占空比可低于10,同时开关频率也减少到最小值。当开关频率为132kHz时,频率最小值为30kHz,在半频模式下开关频率为132kHz/266kHz,此时频率最小值为15kHz。 TOPSwitch-GX具有内部限流和外
7、部限流设置功能,可通过改变线路检测端流入(或流出)电流Ix的大小及方向,来控制开关电源通、断状态。 4. TOPSwitch- GX的应用电路的应用电路 TOPSwitch- GX系列产品的应用电路的典型结构如图所示,电路设计可利用Power Integrations(PI)公司提供的电源设计软件“PI ExpertTM”完成,该软件是Power Integrations(PI)公司免费提供的()。TOPSwitch-GX系列产品输出功率如表所示。 采用TOP249构成的输入电压为250380VDC,输出功率为250W(48V5.2A),效率为84%的开关电源电路如图所示。 采用TOP246的多路输出开关电源电路如图所示,输出功率为45W(连续)/60W(峰值)输出电压为:3.3V 5%、5V5%、12V7%、18V7%、30V8%。(a)典型应用电路
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