遼寧工學(xué)院 TOPSwitch的特點(diǎn)及設計時(shí)需注意的問(wèn)題

摘要：對TOPSwitch的特點(diǎn)作了進(jìn)一步的分析，并講述了設計中如何求得一個(gè)最佳電感值的問(wèn)題。

1引言

　　對于200W以下的開(kāi)關(guān)電源，應用TOPSwitch與應用UC3842相比，所需的元器件要少得多，從而使電路簡(jiǎn)化，體積和重量進(jìn)一步減小，成本降低。本文對TOPSwitch尚未見(jiàn)文獻提及的某些特點(diǎn)及設計中需注意的問(wèn)題提出一些見(jiàn)解。

2特點(diǎn)分析

　?。?）前沿消隱

　　次級整流電路中二極管反向恢復時(shí)產(chǎn)生的電流尖峰脈沖波形如圖1所示。如果這個(gè)尖峰脈沖超過(guò)了漏極電流的最大值Ilim，就會(huì )導致開(kāi)關(guān)脈沖提前結束。為了避免這種情況的出現，TOPSwitch系列器件中設有前沿消隱電路。實(shí)質(zhì)上，它是一個(gè)延遲電路，即使限流比較器在輸出MOSFET剛導通的一段很短的時(shí)間（一般為180ns）內不導通。

圖1二極管反向恢復時(shí)電流尖峰

圖2自動(dòng)重起動(dòng)波形

圖3自動(dòng)重起動(dòng)時(shí)漏極電流波形

　?。?）自動(dòng)重起動(dòng)

　　TOPSwitch自動(dòng)重起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)波形如圖2所示?？梢钥闯?，電源是按典型值為12.5％的自動(dòng)重起動(dòng)占空比接通和斷開(kāi)的，即8個(gè)充放電周期中只有一個(gè)周期工作。

　　其原因是：從產(chǎn)品的數據手冊中，可以得到自動(dòng)重起動(dòng)的頻率fR為1.2Hz,對應的自動(dòng)重起動(dòng)周期TR約為0.8s，而TOPSwitch的開(kāi)關(guān)周期Tosc僅為10μs，也就是說(shuō)一個(gè)自動(dòng)重起動(dòng)周期包括8×105多個(gè)開(kāi)關(guān)周期。從而，我們可以得到一個(gè)自動(dòng)重起動(dòng)周期內的漏極電流波形如圖3所示。其中Ilim增大的時(shí)間t=tLEB＋tILD，其中tLEB為前沿邊緣消隱時(shí)間（典型值為180ns），tILD是限流延時(shí)（典型值為100ns）。從圖3中可以看出，在一個(gè)自動(dòng)重起動(dòng)周期內，I會(huì )無(wú)限增大，這是因為由e=L·di/dt可解得i=te/L＋ioff。如果I的值足夠大，就會(huì )造成輸出MOSFET所承受的重復沖擊應力過(guò)大而擊穿，這是不允許的。所以，TOPWwitch要求其自動(dòng)重起動(dòng)只在很短的一段時(shí)間內工作，一般取典型值為12.5％的自動(dòng)重起動(dòng)占空比，以減少重復沖擊應力的次數。

圖4PWM比較器