一種基于TOP227Y的脈沖開(kāi)關(guān)電源設計

4.1 TOP227Y工作原理

TOP227Y開(kāi)關(guān)工作原理框圖見(jiàn)圖4所示，主要包括10個(gè)部分：控制電壓源；帶隙基準電壓源；振蕩器；并聯(lián)調整器／誤差放大器；脈寬調制器；門(mén)驅動(dòng)級和輸出級；過(guò)電流保護電路；過(guò)熱保護及上電復位電路；關(guān)斷／自動(dòng)重啟動(dòng)電路；高壓電源源。圖4中Zc為控制端的動(dòng)態(tài)阻抗，RFB是誤差電壓檢測電阻。RA與CA構成截止頻率為7 kHz的低通濾波器。TOP227Y的基本工作原理是利用反饋電流Ic來(lái)調節占空比D。

4.1.1 控制電壓源

控制電壓源Uc能向并聯(lián)調整器和門(mén)驅動(dòng)級提供偏置電壓，而控制端電流Ic則能調節占空比。Uc有2種工作模式：一種是滯后調節，用于啟動(dòng)和過(guò)載兩種情況，具有延遲控制作用；另一種是并聯(lián)調節，用于分離誤差信號與控制電路的高壓電流源。剛啟動(dòng)電路時(shí)由D-C極之間的高壓電流源提供控制端電流Ic。

4.1.2 帶隙基準電壓源

帶隙基準電壓源除向內部提供各種基準電壓之外，還產(chǎn)生一個(gè)具有溫度補償并可調整的電流源，以保證精確設定振蕩器頻率和門(mén)極驅動(dòng)電流。

4.1.3 振蕩器

內部振蕩電容是在設定的上、下閾值UH，UL間周期性線(xiàn)性充放電，以產(chǎn)生脈寬調制器所需要的鋸齒波(SAW)，與此同時(shí)還產(chǎn)生最大占空比信號(Dmax)和時(shí)鐘信號(CLOCK)。為減小電磁干擾，提高電源效率，振蕩頻率(即開(kāi)關(guān)頻率)設計為100 kHz，脈沖波形的占空比設定為P。

4.1.4 放大器

誤差放大器的增益由控制端的動(dòng)態(tài)阻抗Zc來(lái)設定。Zc的變化范圍是10～20 Ω，典型值為15 Ω。誤差放大器將反饋電壓UFB與5.7 V基準電壓進(jìn)行比較后，輸出誤差電流Ir，在RFB上形成誤差電壓Ur。

4.1.5 脈寬調制器(PWM)

脈寬調制器是一個(gè)電壓反饋式控制電路，它具有2層含義：改變控制端電流Ic大小，即可調節占空比P實(shí)現脈寬調制；誤差電壓Ur經(jīng)由RA，CA組成截止頻率為7 kHz的低通濾波器，濾掉開(kāi)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UJ進(jìn)行比較，產(chǎn)生脈寬調制信號UPWM。UPWM通過(guò)與門(mén)DA1、或門(mén)DO之后，可將觸發(fā)器I置零，使Q=0，把功率MOSFET關(guān)斷；而時(shí)鐘信號再把觸發(fā)器置位，使Q=1，又使功率MOSFET導通，從而實(shí)現了脈寬調制信號的功率輸出。