開關電源|穩(wěn)壓器自20世紀70年代開始應用以來，涌現(xiàn)出許多功能完備的集成控制電路，使開關電源電路日益簡化，工作頻率不斷提高，效率大大提高，并為電源小型化提供了廣闊的前景。三端離線式脈寬調(diào)制單片開關集成電路top(threeterminaloffline)將pwm控制器與功率開關mosfet合二為一封裝在一起，已成為開關電源ic發(fā)展的主流。采用top開關集成電路設計開關電源，可使電路大為簡化，體積進一步縮小，成本也明顯降低。

top開關電源ic結構：

　　top開關集各種控制功能、保護功能及耐壓700v的功率開關mosfet于一體，采用to220或8腳dip封裝。少數(shù)采用8腳封裝的top開關，除d、c兩引腳外，其余6腳實際連在一起，作為s端，故仍系三端器件。三個引出端分別是漏極端d、源極端s和控制端c。其中，d是內(nèi)裝mosfet的漏極，也是內(nèi)部電流的檢測點，起動操作時，漏極端由一個內(nèi)部電流源提供內(nèi)部偏置電流�？刂贫薱控制輸出占空比，是誤差放大器和反饋電流的輸入端。在正常操作時，內(nèi)部的旁路調(diào)整端提供內(nèi)部偏置電流，且能在輸入異常時，自動鎖定保護。源極端s是mosfet的源極，同時是top開關及開關電源初級電路的公共接地點及基準點。

　　工作原理：

　　top包括10部分，其中zc為控制端的動態(tài)阻抗，re是誤差電壓檢測電阻。ra與ca構成截止頻率為7khz的低通濾波器。主要特點是：

　�。�1）前沿消隱設計，延遲了次級整流二級管反向恢復產(chǎn)生的尖峰電流沖擊；

　　（2）自動重起動功能，以典型值為5％的自動重起動占空比接通和關斷；

　�。�3）低電磁干擾性（emi），top系列器件采用了與外殼的源極相連，使金屬底座及散熱器的dv/dt=0，從而降低了電壓型控制方式與逐周期峰值電流限制;

　�。�4）電壓型控制方式與逐周期峰值電流限制。

　　下面簡要敘述一下：

　�。�1）控制電壓源

　　控制電壓uc能向并聯(lián)調(diào)整器和門驅(qū)動極提供偏置電壓，而控制端電流ic則能調(diào)節(jié)占空比�？刂贫说目傠娙萦胏t表示，由它決定自動重起動的定時，同時控制環(huán)路的補償，uc有兩種工作模式，一種是滯后調(diào)節(jié)，用于起動和過載兩種情況，具有延遲控制作用；另一種是并聯(lián)調(diào)節(jié)，用于分離誤差信號與控制電路的高壓電流源。剛起動電路時由dc極之間的高壓電流源提供控制端電流ic，以便給控制電路供電并對ct充電。

　�。�2）帶隙基準電壓源

　　帶隙基準電壓源除向內(nèi)部提供各種基準電壓之外，還產(chǎn)生一個具有溫度補償并可調(diào)整的電流源，以保證精確設定振蕩器頻率和門極驅(qū)動電流。

　　（3）振蕩器

　　內(nèi)部振蕩電容是在設定的上、下閾值uh、ul之間周期性地線性充放電，以產(chǎn)生脈寬調(diào)制器所需要的鋸齒波（saw），與此同時還產(chǎn)生最大占空比信號(dmax)和時鐘信號(clock)。為減小電磁干擾，提高電源效率，振蕩頻率（即開關頻率）設計為100khz，脈沖波形的占空比設定為d。

　�。�4）放大器

　　誤差放大器的增益由控制端的動態(tài)阻抗zc來設定。zc的變化范圍是10ω～20ω，典型值為15ω。誤差放大器將反饋電壓uf與5.7v基準電壓進行比較后，輸出誤差電流ir，在re上形成誤差電壓ur。

　�。�5）脈寬調(diào)制器（pwm）

　　脈寬調(diào)制器是一個電壓反饋式控制電路，它具有兩層含義。第一、改變控制端電流ic的大小，即可調(diào)節(jié)占空比d，實現(xiàn)脈寬調(diào)制。第二、誤差電壓ur經(jīng)由ra、ca組成截止頻率為7khz的低通濾波器，濾掉開關噪聲電壓之后，加至pwm比較器的同相輸入端，再與鋸齒波電壓uj進行比較，產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號ub。

　�。�6）門驅(qū)動級和輸出級

　　門驅(qū)動級（f）用于驅(qū)動功率開關管(mosfet)，使之按一定速率導通，從而將共模電磁干擾減至最小。漏源導通電阻與產(chǎn)品型號和芯片結溫有關。mosfet管的漏源擊穿電壓u(bo)ds≥700v。

　�。�7）過流保護電路

　　過流比較器的反相輸入端接閾值電壓ulimit，同相輸入端接mosfet管的漏極。此外，芯片還具有初始輸入電流限制功能。剛通電時可將整流后的直流限制在0.6a或0.75a。

　�。�8）過熱保護電路

　　當芯片結溫tj>135℃時，過熱保護電路就輸出高電平，將觸發(fā)器ⅱ置位，q=1，q=0，關斷輸出級。此時進入滯后調(diào)節(jié)模式，uc端波形也變成幅度為4.7v～5.7v的鋸齒波。若要重新起動電路，需斷電后再接通電源開關；或者將控制端電壓降至3.3v以下，達到uc(reset)值，再利用上電復位電路將觸發(fā)器ⅱ置零，使mosfet恢復正常工作。