TOP224P芯片简介.doc

TOP224P 芯片简介 1引言美国 TOPSWitch 公司生产的第一代 TOP 开关芯片在开关电源的设计中已得到了广泛应用。目前, 该公司又最新推出了第二代开关芯片 TOPSWitch- Ⅱ系列,与第一代 TOP 开关相比,性能有很大提高, AD/DC 效率高达 90% ,并具有输出功率范围大,成本低,集成化程度高,电路设计简单等特点。芯片内的许多电路都作了改进,使开关电源的设计更加容易。本文应用的 TOP224 P 是 TOPSWitch- Ⅱ系列中的芯片。 2 TOP224P 芯片简介 管脚介绍该芯片由漏极端、控制端、源极端三个管脚组成。漏极端(DRAIN 脚) 与输出 MOSFET 漏极连接。启动时,提供内部偏置电流,控制端(CONTROL 脚)控制输出占空比, 是误差放大器和反馈电流的输入端。正常工作时,由内部并联稳压器提供内部偏置电流, 也可以作电流旁路和自动启动/补偿电路电容的接点,源极端(SOURC E 脚)和输出 MOSFET 的源极连接,也是开关电源初级电路的公共点和参考点。 芯片内部工作原理介绍芯片内部工作原理框图如图 1所示。该芯片由 控制器、高压启动电路环路补偿和故障保护电路等部分组成。具体工作过程如下:在控制端环路振荡电路的控制下,漏极端有电流输入芯片提供开环输入,该输入通过并联稳压运放误差放大器时,由控制端进行闭环调整, 改变 IFB ,经 PWM 控制 MOSFET 的输出占空比,最后达到动态平衡。图 1芯片内部工作原理框图 芯片功能特点介绍 TOP224P 是一个自编置、自保护的电流-- 占空比线性控制转换器。由于采用 CMOS 工艺, 转换效率与采用双集成电路和分立元件相比,偏置电流大大减少,省去了用于电流传导和提供启动偏置电流的外接电阻。在正常工作时,内部 MOSFET 输出脉冲的占空比随着 CONTROL 脚电流的增加而线性减少。 TOP224P 通过高压电流源的接通和断开,使控制电压 VC 保持在 - 之间。芯片内部电压都取自具有温度补偿的带隙基准电压,能产生可微调的温度补偿电流源,用来精确地调节振荡的频率和 MOSFET 的栅极驱动电流。振荡器额定频率选为 100KHz ,可降低 EMI ,提高电源的效率。栅极驱动电流可逐周限流微调,从而提高精度。此外,该芯片还有关断/自动重新启动、过热保护等自身保护功能。 3 TOP224P 在双路输出开关电源设计中的应用 开关电源电路及工作原理以+5V 、+12V 、 20W 双路输出开关电源为例,电路图如图 2所示。图 220W 双路输出开关电源电路图交流电源电压经 BR 1整流和 C1滤波后,产生高压直流电压加至变压器 T1和初级线圈一端, 变压器初级线圈另一端接 TOP224P 。用 VR1 和 D1 来箝位变压器漏电感引脚的脉冲前沿尖峰。通过 D3 、 C9 、 L3 、 C10 整流滤波,再由 7812 稳压块进行稳压后,直接得到+12V 输出电压。变压器次级线圈通过 D2 、 C2 、 L1 、 C3 整流滤波后,产生+5V 直流输出电压。 R2 、 VR2 组成一稳压电路, 提高负载调整能力。次级线圈 T1-4 两端电压经 D4 、 C4 整流滤波,提供 TOP224P 所需的偏置电压。