《开关电源电路设计》PPT课件

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1、8.1开关电源电路设计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TOPSwitch-GX系列是PowerIntegrations(PI)公司生产的第四代单片开关电源集成电路,有TOP242P~TOP244P、TOP242G~TOP244G、TOP242R~TOP250R、TOP242Y~TOP250Y、TOP242F~TOP250F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9W~290W。可以通过控制进入低功耗/唤醒模

2、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160mW。2.TOPSwitch-GX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8.1.1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8.1.1TOPSwitch-GX系列产品引脚封装形式引脚端D(DRAIN)为高

3、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;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(EXTERNALCURRENTLIMIT)(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

4、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;

5、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TOPSwitch-GX系列产品采用Y、R和F封装的内部方框图如图8.1.2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(LINESENSE)、低功耗模式/自动重启动电路(SHUTDOWN/AUTO-RESTART)、PWM比较器(PWMCOMPARATOR)、门驱动级和输出级(CONTROLLEDTURN-ONGATEDRIVER)、限流比较器(CURRENTLIMITCOMPARATO

6、R)、欠电压比较器(INTERNALUVCOMPARATOR)、内部电源(INTERNALSUPPLY)、软启动电路(SOFTSTART)、并联调节器/误差放大器(SHUNTREGULATOR/ERRORAMPLIFIER+)、具有滞后特性的过热保护电路(HYSTERETICTHERMALSHUTDOWN)、限流调节(CURRENTLIMITADJUST)、软启动(SOFTSTART)、轻负载频率自动降低电路(LIGHTLOADFREQUENCYREDUCTION)、波形振荡器(OSCILLATORWITHJI

7、TTER)、停止逻辑(STOPLOGIC)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/2=66kHz,此时频率最小值为15kHz。TOPSwitch-GX具有内部限流和外部限流设置功能,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

8、电路TOPSwitch-GX系列产品的应用电路的典型结构如图8.1.3所示,电路设计可利用PowerIntegrations(PI)公司提供的电源设计软件“PIExpertTM”完成,该软件是PowerIntegrations(PI)公司免费提供的(www.powerint.com)。TOPSwitch-GX系列产品输出功率如表8.1.1所示。采用TOP249构成的输入电压为250~3

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