《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/唤醒模式，当输入交流电压是230V时，在远程关断模式芯片的

2、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

3、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

4、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；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

5、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（CURRENTLIMITCOMPARATOR）、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（HY

6、STERETICTHERMALSHUTDOWN）、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（OSCILLATORWITHJITTER）、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＝66kH

7、z，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

8、成的输入电压为250～3