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解析单片TOP223系列开关电源

发布时间:2020-07-21 17:44:19 阅读: 来源:堆积门厂家

(1)控制电压源

控制电压Vc能向并联调整器和门驱动级提供偏置电压,而控制端电流 Ic?则能调节占空比。在C-S极之间外接一只47 μF旁路电容,即可为门驱动级提供电流。控制端的总电容用CT表示,由它决定自动重启动的定时,同时控制环路的补偿。Vc有两种工作模式,一种是滞后调节,用于启动和过载两种情况,具有延迟控制作用;另一种是并联调节,用于分离误差信号与控制电路的高压电流源。电路刚启动时由D-C极之间的高压电流源提供控制端电源Ic,以便给控制电路供电并对CT充电。

(2)带隙基准电压源

带隙基准电压源除向内部提供各种基准电压之外,还产生一个具有温度补偿并可调整的电流源,以保证精确设定振荡器频率和门级驱动电流。

(3)振荡器

内部振荡电容是在设定的上、下阈值VH、VL?之间周期性地线性充、放电,以产生脉宽调制器所需要的锯齿波(SAW),与此同时还产生最大占空比信号(DMAx)和时钟信号(CLOCK)。为减小电磁干扰,高电源效率,振荡频率(即开关频率)设计为100 kHz。需要指出,对于TOP系列开关电源 (Ⅱ)?脉冲波形的占空比设定潍D,其最小值D?min=0.7%,对应于空载;最大值?D?max=70%,对应于满载。

(4)误差放大器

误差放大器的增益由控制端的动态阻抗?Zc来设定。Zc?变化范围是10~20 Ω,典型值为15 Ω。误差放大器的同相输入端接5.7 V基准电压,作为参考电压。反相输入端接反馈电压?VF?。输出端接的P沟道MOSFRT管等效于一只可调电阻,其阻值用?R′?DS表示。控制电压?Vc经 Zc、R′?DS?、RE分压后获得?VFOIC可直接取自反馈电路,亦可接外部误差放大器的光电耦合反馈电路。误差放大器将反馈电压?VF?与 5.7 V基准电压进行比较后,输出误差电流?Ir,在RE上形成误差电压Vr?。

(5)脉宽调制器(PWM)

脉宽调制器是一个电压反馈式控制电路,它具有两层含义,第一,改变控制端电流?Ic的大小,即可调节占空比D,实现脉宽调制;第二,误差电压Vr,经由RA、CA?组成的截止频率为7 kHz的低通滤波器,滤掉开关噪声电压之后,加至PWM比较器的同相输入端,再与锯齿波电压?VJ进行比较,产生脉宽调制信号VB。VB?通过与门Y1、或门H之后,可将触发器I置零,使?Q?=0,把N沟道MOSFET管关断;而时钟信号则把触发器I置位,使?Q?=1,又使MOSFET导通,二者交替动作,就实现了脉宽调制信号的功率输出。

(6)门驱动级和输出级

门驱动级(F)用于驱动功率开关管(MOSFET),使之按一定速率导通,从而将共模电磁干扰减至最小,漏-源导通电阻与产品的型号和芯片结温有关,MOSFET管的漏-源击穿电压?V?(BO)DS≥700 V。

(7)过流保护电路过流比较器的反相输入端接阈值电压?V?LIMIT,同相输入端接MOSFET管的漏极。这里巧妙地利用MOSFET管的导通电阻?R?DS(ON)来代替外部过流检测电阻?Rs。当IO过大时,V?(BO)DS>?V?LIMIT,过流比较器就翻转,输出变成高电平,经过与门Y2 和或门H,将触发器I置零,进而使MOSFET管关断,起到过流保护作用。

此外,芯片还具有初始输入电流限制功能,刚通电时可将整流后的直流限制在0.6 A(对应于交流265 V输入电压)或0.75 A(对应于交流85 V)。

(8)过热保护电路

当芯片结温?T?j>135℃时,过热保护电路就输出高电平,将触发器Ⅱ置位,?Q=1,Q=0,关断输出级。此时Vc进入滞后调节模式,Vc?端波形也变成幅度为4.7~5.7 V的锯齿波。若要重新启动电路,需断电后再接通电源开关,或者将控制端电压?V?c降至3.3 V以下,达到?V?C(RESET)值,再利用上电复位电路将触发器Ⅱ置零,使MOSFET恢复正常工作。

(9)关断/自动重启动电路

一旦调节失控,关断/自动重启动电路立即使芯片在5%占空比下工作,同时切断从外部流入C端的电流,?Vc再次进入滞后调节模式。倘若故障已排除,Vc?又回到并联调节模式,自动重新启动电源恢复正常工作,自动重启动的频率为1.2 Hz。

(10)高压电流源

在启动或滞后调节模式下,高压电流源经过电子开关?SI给内部电路提供偏置,并且对CT进行充电。电源正常工作时SI?改接内部电源,将高压电流源关断。

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