摘要：三端單片開關(guān)電源TOP412/414是美國Powergration公司生產(chǎn)的將PWM控制器和MOSFET功率開關(guān)集成在一起的一體化集成控制芯片。本文介紹了該芯片的性能特點和工作原理，給出了典型的應用電路。

    關(guān)鍵詞：TOPSwitch 脈寬調(diào)制 單片開關(guān)電源 TOP412/414

1 引言

TOPSwitch412/414系列器件是美國Powergration公司生產(chǎn)的三端隔離式脈寬調(diào)制單片開關(guān)電源集成電路。該器件將PWM集成電路和MOSFET功率器件集成在同一芯片中，并具備PWM型開關(guān)穩(wěn)壓電源所需的全部功能。同時，它還含有通態(tài)可控柵極驅(qū)動電路、高壓N溝道關(guān)場效應管、12kHz振蕩器。電路型PWM調(diào)制器、高壓啟動偏置電路、帶隙基準、用于環(huán)路補償?shù)牟⒙?lián)調(diào)整器、誤差放大器和故障保護等功能。該器件通過高頻變壓器使輸出端與電網(wǎng)完全隔離，從而實現(xiàn)了無功頻變壓器隔離的開關(guān)電源的單片集成化。TOPSwitch412/414采用SMD-8封裝方式，使用6個管腳將熱量直接傳到電路板上，因而可減少散熱裝置的成本。

    采用TOPSwitch412/414的開關(guān)電源與采用分立的MOSFET功率開關(guān)器件及PWM控制器的開關(guān)電源相比，具有以下優(yōu)點：

●成本低廉；

●系統(tǒng)效率高；

●設(shè)計簡單；

●具有系統(tǒng)級故障保護功能；

●具有較強的應用靈活性；

2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

TOPSwitch412/414采用SMD-8型封裝形式，8個引腳可簡化為3個管腳，即源極S、漏極D和控制極C。其中，源極實際上就是連接內(nèi)部MOSFET的源極，是初級電路的公共點，同時也是電源回流的基準點。漏極即是連接內(nèi)部MOSFET的漏極，電路啟動時，可通過內(nèi)部高壓開關(guān)電流源提供內(nèi)部偏置電流。

芯片中的控制極是誤差放大電路和控制占空比反饋電流的輸入端。在正常工作時，由內(nèi)部并聯(lián)調(diào)整器提供內(nèi)部偏流。系統(tǒng)關(guān)閉時，可激發(fā)輸入電流、也可作為提供旁路、自動重起和補償功能的電容連接點。

    TOPSwitch412/414的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。其內(nèi)部電路的功能如下：

控制電壓源：由控制電壓Vc向并聯(lián)調(diào)整器和門驅(qū)動極提供偏壓，同時控制端電流Ic調(diào)節(jié)占空比。

帶隙基準電壓源：帶有溫度補償?shù)膸镀錅孰妷河糜趦?nèi)部各電路提供各種基準電壓和產(chǎn)生MOSFET門極驅(qū)動電流。

振蕩器：內(nèi)部振蕩器可通過內(nèi)部電容器在兩個電壓范圍內(nèi)線性地充放電來產(chǎn)生脈寬調(diào)制比所需的鋸齒波。振蕩頻率固定為120kHz，這在電源中有助于減少EMI和提高效率。

PWM調(diào)制器：通過改變控制端電流Ic的大小可改變電阻RE的電壓降，并經(jīng)RC濾波后由PWM比較器與鋸齒波進行比較，以產(chǎn)生PWM脈寬調(diào)制信號來驅(qū)動MOSFET管。其脈寬與控制端的電流Ic成反比關(guān)系。

柵極驅(qū)動電路：柵極驅(qū)動電路可按照一定速率導通MOSFET，以減少EMI。為提高精度，柵極驅(qū)動也可實現(xiàn)逐周電流限制。

誤差放大器：誤差放大器的同相端接帶隙基準電壓源提供的精密