81开关电源电路设计.ppt

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Power Integrations 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 1 TOPSwitch 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 EXTERNAL CURRENT LIMIT 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封装的内部方框图略有不同 芯片内部包含有线路 检测 LINE SENSE 低功耗模式 自动重启动电路 SHUTDOWN AUTO RESTART PWM比较器 PWM COMPARATOR 门驱动级和输出级 CONTROLLED TURN ON GATE DRIVER 限流比较器 CURRENT LIMIT COMPARATOR 欠电压比较器 INTERNAL UV COMPARATOR 内部电源 INTERNAL SUPPLY 软启动电路 SOFT START 并联调节 器 误差放大器 SHUNT REGULATOR ERROR AMPLIFIER 具有滞后特性的过热保护电路 HYSTERETIC THERMAL SHUTDOWN 限流调节 CURRENT LIMIT ADJUST 软启动 SOFT START 轻负载频率自动降低电路 LIGHT LOAD FREQUENCY REDUCTION 波形振荡器 OSCILLATOR WITH JITTER 停止逻辑 STOP LOGIC 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Power Integrations PI 公 司提供的电源设计软件 PI ExpertTM 完成 该软件是 Power Integrations PI 公司免费提供的 powerint 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 380VDC 输出功率 为250W 48V5 2A 效率为84 的开关电源电路如图 8 1 4所示 采用TOP246的多路输出开关电源电路如图8 1 5所示 输 出功率为45W 连续 60W 峰值 输出电压为 3 3V 5 5V 5 12V 7 18V 7 30V 8 a 典型应用电路结构 b 采用微控制器控制导通 关断 图8 1 3 TOPSwitch GX系列产品的应用电路的典型结构 图8 1 4 采用TOP249的250 W 48 V开关电源电路 图8 1 4 采用TOP249的250 W 48 V开关电源电路 图8 1 5 采用TOP246的60 W多路输出开关电源电路 。