单片开关电源的基本原理

 

　　以第二代产品TOPSwitch一H系列为例来讨论单片开关电源的工作原理。

 

　　TOPSwitch - Q的管脚排列如图3-16所示。它有三种封装形式。其中，TO - 220封装自带小散热片，属典型的三端器件，其外形与7800系列三端线性稳压器相同。DIP一8封装及SMD一8封装各有8个引脚，但均可简化成3个。二者区别是DIP一8可配8脚IC插座，SMD一8则为表面贴片，后者不需打孔焊接。

 

　　TOPSwitch一II的三个管脚分别为控制端C(CONTROL) ,源极S (SOURCE) ,漏极D(DRAIN)。其中，控制端有4个作用:第一，利用控制电流I。的大小来调节占空比8;第二，它与内部并联调整器/误差放大器相连，能为芯片提供正常工作所需的偏流;第三，该端还作为电源支路和自动重启动/补偿电容的连接点，通过外接旁路电容来决定自动重启动的频率;第四，对控制回路进行补偿。控制电压U。的典型值应为5.7 V，极限电压UcM二9V，控制端最大允许电流IcM =100 mAo漏极D与片内功率开关管的漏极连通，漏一源击穿电压U(BR)Ds->,700 Vo源极S则接内部功率开关管的源极，还与小散热片接通(仅对TO一220封装而言)作为初级电路的公共地。

 

　　对于DIP一8以及SMD一8封装，都设计了6个S端，它们在内部是连通的。区别只是左边3个S端作为信号地接旁路电容的负极，右边3个S端则称为高压返回端(HV RTN )，即功率地。安装印制板时应将它们焊接到地线区域的不同位置上，这样可避免大电流通过功率地线所形成的压降对控制端产生干扰。

 

　　TOPSwitch - II将脉宽调制(PWM)控制系统的全部功能集成到三端芯片中，它属于漏极开路输出并且利用电流来线性调节占空比的AC/DC电源变换器，即电流控制型开关电源。其内部框图如图3一17所示，主要包括10部分电路:①控制电压源;②带隙基准电压源;③振荡器;④并联调整器/误差放大器;⑤脉宽调制器;⑥门驱动级和输出级;⑦过流保护电路;⑧过热保护及上电复位电路;⑨关断Z自动重启动电路;⑩高压电流源。图中，zc为控制端的动态阻抗，R是误差电压检测电阻。RA与CA构成截止频率为7 kH:的低通滤波器。