新型開關芯片TOP224P在開關電源中的應用

1　引言

　　美國TOPSWitch公司生產的第一代TOP開關芯片在開關電源的設計中已得到了廣泛應用。目前，該公司又最新推出了第二代開關芯片TOPSWitch-Ⅱ系列，與第一代TOP開關相比，性能有很大提高，AD/DC效率高達90%，并具有輸出功率范圍大，成本低，集成化程度高，電路設計簡單等特點。芯片內的許多電路都作了改進，使開關電源的設計更加容易。本文應用的TOP224P是TOPSWitch-Ⅱ系列中的芯片。

　　2　TOP224P芯片簡介

　　2.1　管腳介紹

　　該芯片由漏極端、控制端、源極端三個管腳組成。

　　漏極端(DRAIN腳)與輸出MOSFET漏極連接。啟動時，提供內部偏置電流，控制端(CONTROL腳)控制輸出占空比，是誤差放大器和反饋電流的輸入端。正常工作時，由內部并聯穩壓器提供內部偏置電流，也可以作電流旁路和自動啟動/補償電路電容的接點，源極端(SOURCE腳)和輸出MOSFET的源極連接，也是開關電源初級電路的公共點和參考點。

　　2.2　芯片內部工作原理介紹

　　芯片內部工作原理框圖如圖1所示。該芯片由MOSFET.PWM控制器、高壓啟動電路環路補償和故障保護電路等部分組成。具體工作過程如下：在控制端環路振蕩電路的控制下，漏極端有電流輸入芯片提供開環輸入，該輸入通過并聯穩壓運放誤差放大器時，由控制端進行閉環調整，改變IFB，經PWM控制MOSFET的輸出占空比，最后達到動態平衡。

圖1芯片內部工作原理框圖

　　2.3　芯片功能特點介紹

　　TOP224P是一個自編置、自保護的電流--占空比線性控制轉換器。由于采用CMOS工藝，轉換效率與采用雙集成電路和分立元件相比，偏置電流大大減少，省去了用于電流傳導和提供啟動偏置電流的外接電阻。在正常工作時，內部MOSFET輸出脈沖的占空比隨著CONTROL腳電流的增加而線性減少。

　　TOP224P通過高壓電流源的接通和斷開，使控制電壓VC保持在4.7-5.7V之間。芯片內部電壓都取自具有溫度補償的帶隙基準電壓，能產生可微調的溫度補償電流源，用來精確地調節振蕩的頻率和MOSFET的柵極驅動電流。振蕩器額定頻率選為100KHz，可降低EMI，提高電源的效率。柵極驅動電流可逐周限流微調，從而提高精度。

　　此外，該芯片還有關斷/自動重新啟動、過熱保護等自身保護功能。

　　3　TOP224P在雙路輸出開關電源設計中的應用

　　3.1　開關電源電路及工作原理

　　以+5V、+12V、20W雙路輸出開關電源為例，電路圖如圖2所示。

圖220W雙路輸出開關電源電路圖