解析單片TOP223系列開關(guān)電源
(1)控制電壓源
控制電壓Vc能向并聯(lián)調(diào)整器和門驅(qū)動級提供偏置電壓，而控制端電流 Ic?則能調(diào)節(jié)占空比。在C-S極之間外接一只47 μF旁路電容，即可為門驅(qū)動級提供電流。控制端的總電容用CT表示，由它決定自動重啟動的定時，同時控制環(huán)路的補(bǔ)償。Vc有兩種工作模式，一種是滯后調(diào)節(jié)，用于啟動和過載兩種情況，具有延遲控制作用;另一種是并聯(lián)調(diào)節(jié)，用于分離誤差信號與控制電路的高壓電流源。電路剛啟動時由D-C極之間的高壓電流源提供控制端電源Ic，以便給控制電路供電并對CT充電。
(2)帶隙基準(zhǔn)電壓源
帶隙基準(zhǔn)電壓源除向內(nèi)部提供各種基準(zhǔn)電壓之外，還產(chǎn)生一個具有溫度補(bǔ)償并可調(diào)整的電流源，以保證精確設(shè)定振蕩器頻率和門級驅(qū)動電流。
(3)振蕩器
內(nèi)部振蕩電容是在設(shè)定的上、下閾值VH、VL?之間周期性地線性充、放電，以產(chǎn)生脈寬調(diào)制器所需要的鋸齒波(SAW)，與此同時還產(chǎn)生最大占空比信號(DMAx)和時鐘信號(CLOCK)。為減小電磁干擾，高電源效率，振蕩頻率(即開關(guān)頻率)設(shè)計為100 kHz。需要指出，對于TOP系列開關(guān)電源 (Ⅱ)?脈沖波形的占空比設(shè)定濰D，其最小值D?min=0.7%，對應(yīng)于空載;最大值?D?max=70%，對應(yīng)于滿載。
(4)誤差放大器
誤差放大器的增益由控制端的動態(tài)阻抗?Zc來設(shè)定。Zc?變化范圍是10~20 Ω，典型值為15 Ω。誤差放大器的同相輸入端接5.7 V基準(zhǔn)電壓，作為參考電壓。反相輸入端接反饋電壓?VF?。輸出端接的P溝道MOSFRT管等效于一只可調(diào)電阻，其阻值用?R′?DS表示。控制電壓?Vc經(jīng) Zc、R′?DS?、RE分壓后獲得?VFOIC可直接取自反饋電路，亦可接外部誤差放大器的光電耦合反饋電路。誤差放大器將反饋電壓?VF?與 5.7 V基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后，輸出誤差電流?Ir，在RE上形成誤差電壓Vr?
(5)脈寬調(diào)制器(PWM)
脈寬調(diào)制器是一個電壓反饋式控制電路，它具有兩層含義，第一，改變控制端電流?Ic的大小，即可調(diào)節(jié)占空比D，實現(xiàn)脈寬調(diào)制;第二，誤差電壓Vr，經(jīng)由RA、CA?組成的截止頻率為7 kHz的低通濾波器，濾掉開關(guān)噪聲電壓之后，加至PWM比較器的同相輸入端，再與鋸齒波電壓?VJ進(jìn)行比較，產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號VB。VB?通過與門Y1、或門H之后，可將觸發(fā)器I置零，使?Q?=0，把N溝道MOSFET管關(guān)斷;而時鐘信號則把觸發(fā)器I置位，使?Q?=1，又使MOSFET導(dǎo)通，二者交替動作，就實現(xiàn)了脈寬調(diào)制信號的功率輸出。
(6)門驅(qū)動級和輸出級
門驅(qū)動級(F)用于驅(qū)動功率開關(guān)管(MOSFET)，使之按一定速率導(dǎo)通，從而將共模電磁干擾減至最小，漏-源導(dǎo)通電阻與產(chǎn)品的型號和芯片結(jié)溫有關(guān)，MOSFET管的漏-源擊穿電壓?V?(BO)DS≥700 V。
(7)過流保護(hù)電路過流比較器的反相輸入端接閾值電壓?V?LIMIT，同相輸入端接MOSFET管的漏極。這里巧妙地利用MOSFET管的導(dǎo)通電阻?R?DS(ON)來代替外部過流檢測電阻?Rs。當(dāng)IO過大時，V?(BO)DS>?V?LIMIT，過流比較器就翻轉(zhuǎn)，輸出變成高電平，經(jīng)過與門Y2 和或門H，將觸發(fā)器I置零，進(jìn)而使MOSFET管關(guān)斷，起到過流保護(hù)作用。
此外，芯片還具有初始輸入電流限制功能，剛通電時可將整流后的直流限制在0.6 A(對應(yīng)于交流265 V輸入電壓)或0.75 A(對應(yīng)于交流85 V)。
(8)過熱保護(hù)電路
當(dāng)芯片結(jié)溫?T?j>135℃時，過熱保護(hù)電路就輸出高電平，將觸發(fā)器Ⅱ置位，?Q=1，Q=0，關(guān)斷輸出級。此時Vc進(jìn)入滯后調(diào)節(jié)模式，Vc?端波形也變成幅度為4.7～5.7 V的鋸齒波。若要重新啟動電路，需斷電后再接通電源開關(guān)，或者將控制端電壓?V?c降至3.3 V以下，達(dá)到?V?C(RESET)值，再利用上電復(fù)位電路將觸發(fā)器Ⅱ置零，使MOSFET恢復(fù)正常工作。
(9)關(guān)斷/自動重啟動電路
一旦調(diào)節(jié)失控，關(guān)斷/自動重啟動電路立即使芯片在5%占空比下工作，同時切斷從外部流入C端的電流，?Vc再次進(jìn)入滯后調(diào)節(jié)模式。倘若故障已排除，Vc?又回到并聯(lián)調(diào)節(jié)模式，自動重新啟動電源恢復(fù)正常工作，自動重啟動的頻率為1.2 Hz。
(10)高壓電流源
在啟動或滯后調(diào)節(jié)模式下，高壓電流源經(jīng)過電子開關(guān)?SI給內(nèi)部電路提供偏置，并且對CT進(jìn)行充電。電源正常工作時SI?改接內(nèi)部電源，將高壓電流源關(guān)斷。
| 【上一個】 基于CAN的電源控制系統(tǒng)設(shè)計 | 【下一個】 開關(guān)電源和模擬電源的區(qū)別 |
| ^ 解析單片TOP223系列開關(guān)電源 |