利用TOP Switch設(shè)計的開關(guān)電源
TOP Switch的內(nèi)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(lián)調(diào)整器和門驅(qū)動級提供偏壓,而控制端電流Ic則能調(diào)節(jié)占空比。電路剛上電啟動時,高壓電流源通過開關(guān)S提供控制端電流Ic,以便給控制電路供電,并對Cr充電。當(dāng)Vc首次充電達(dá)到5.7V時,S關(guān)斷,高壓直流源被斷開,PWM發(fā)生器和功率MOSFET開始工作。此后,Ic由反饋電路供電。
帶隙基準(zhǔn)電壓源—-給內(nèi)部提供各種基準(zhǔn)電壓,同時還可產(chǎn)生一個具有溫度補(bǔ)償并可調(diào)整的電流源,來精確設(shè)定振蕩器的頻率和門驅(qū)動電流。
振蕩器(Oscillator)-—產(chǎn)生鋸齒波(SAW)、最大占空比信號(Dmax)和時鐘信(CLOCK)。振蕩頻率內(nèi)部已設(shè)定為100kHz,這有利于減小EMI和提高電源效率。
并聯(lián)調(diào)整器/誤差放大器(Shunt Regulator/Error Amplifier)--并聯(lián)調(diào)整器的作用是當(dāng)加到C端的反饋電流超過所需要的電流值時,就通過并聯(lián)調(diào)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(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,控制輸出誤差電流Ifb,當(dāng)Ifb流過電阻Re之后,形成一個誤差電壓送到PWM調(diào)制器,從而調(diào)節(jié)PWM信號的占空比。
脈寬調(diào)制器(PWM Comparator)—-通過改變控制端電流IC的大小,可連續(xù)調(diào)節(jié)脈沖占空比,實現(xiàn)脈寬調(diào)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(guān)噪聲電壓。
門極驅(qū)動級和輸出級(Control Turn-on Gate Driver)-—用于驅(qū)動N溝道MOSFET,使其按照內(nèi)部設(shè)定的開關(guān)頻率工作。
過流保護(hù)電路——利用MOSFET的漏-源通態(tài)電阻Rds.on來檢測過流信號。片子內(nèi)部將Rds.on上產(chǎn)生的壓降Vds.on與一個參考電壓Vlimit作比較。當(dāng)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(zhuǎn),進(jìn)而發(fā)出信號使MOSFET關(guān)斷,起到過流保護(hù)作用。片子在設(shè)計時,還對Vlimit進(jìn)行了溫度補(bǔ)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(hù)及上電復(fù)位電路(Thermal Shutdown Power-up Reset)-—當(dāng)片子的結(jié)溫達(dá)到135 時,過熱保護(hù)電路就輸出高電平,將RS觸發(fā)器的Q端置“1”,進(jìn)而關(guān)斷輸出級。
關(guān)斷/自動重啟電路(Shutdown/Auto-restart)—-當(dāng)調(diào)節(jié)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(jīng)排除,就自動重啟動,回復(fù)到正常工作狀態(tài)。自動重啟的頻率為1.2Hz(當(dāng)Cr為47uF時)。
高壓直流源——在啟動或是滯后調(diào)節(jié)模式下,該電流源通過電子開關(guān)S給內(nèi)部電路提供偏置電流,并且對Cr進(jìn)行充電以啟動電路。電源正常工作時開關(guān)S改接內(nèi)部電源,高壓直流源被旁路掉。
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