利用TOP Switch設計的開關電源

TOP Switch的內部框圖如圖2所示,它主要包括10個部分:
控制電壓源(Vc)-—控制電壓Vc可以向并聯調整器和門驅動級提供偏壓,而控制端電流Ic則能調節占空比。電路剛上電啟動時,高壓電流源通過開關S提供控制端電流Ic,以便給控制電路供電,并對Cr充電。當Vc首次充電達到5.7V時,S關斷,高壓直流源被斷開,PWM發生器和功率MOSFET開始工作。此后,Ic由反饋電路供電。
帶隙基準電壓源—-給內部提供各種基準電壓,同時還可產生一個具有溫度補償并可調整的電流源,來精確設定振蕩器的頻率和門驅動電流。
振蕩器(Oscillator)-—產生鋸齒波(SAW)、最大占空比信號(Dmax)和時鐘信(CLOCK)。振蕩頻率內部已設定為100kHz,這有利于減小EMI和提高電源效率。
并聯調整器/誤差放大器(Shunt Regulator/Error Amplifier)--并聯調整器的作用是當加到C端的反饋電流超過所需要的電流值時,就通過并聯調整器就行分流,以確保Vc=5.7V(典型值)。誤差放大器將反饋電壓與5.7V的基準電壓進行比較,控制輸出誤差電流Ifb,當Ifb流過電阻Re之后,形成一個誤差電壓送到PWM調制器,從而調節PWM信號的占空比。
脈寬調制器(PWM Comparator)—-通過改變控制端電流IC的大小,可連續調節脈沖占空比,實現脈寬調制。同時,它正輸入端的R、C組成截止頻率為7kHz低通濾波器能慮掉開關噪聲電壓。
門極驅動級和輸出級(Control Turn-on Gate Driver)-—用于驅動N溝道MOSFET,使其按照內部設定的開關頻率工作。
過流保護電路——利用MOSFET的漏-源通態電阻Rds.on來檢測過流信號。片子內部將Rds.on上產生的壓降Vds.on與一個參考電壓Vlimit作比較。當Id過大時,Vds.on也隨之上升。如果Vds.on>Vlimit,過流比較器將會翻轉,進而發出信號使MOSFET關斷,起到過流保護作用。片子在設計時,還對Vlimit進行了溫度補償,以消除因Rds.on隨溫度變化而引起的Vds.on的波動。
過熱保護及上電復位電路(Thermal Shutdown Power-up Reset)-—當片子的結溫達到135 時,過熱保護電路就輸出高電平,將RS觸發器的Q端置“1”,進而關斷輸出級。
關斷/自動重啟電路(Shutdown/Auto-restart)—-當調節失效時,立即使片子在5%的低占空比下工作,同時切斷從外部流入控制端的電流Ic。如果故障已經排除,就自動重啟動,回復到正常工作狀態。自動重啟的頻率為1.2Hz(當Cr為47uF時)。
高壓直流源——在啟動或是滯后調節模式下,該電流源通過電子開關S給內部電路提供偏置電流,并且對Cr進行充電以啟動電路。電源正常工作時開關S改接內部電源,高壓直流源被旁路掉。
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