利用TOP Switch設計的開(kāi)關(guān)電源

作者：時(shí)間：2012-03-15 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

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2.3 內部結構

圖2　TOP Switch內部圖框

　　TOP Switch的內部框圖如圖2所示，它主要包括10個(gè)部分：

　　控制電壓源（Vc）－—控制電壓Vc可以向并聯(lián)調整器和門(mén)驅動(dòng)級提供偏壓，而控制端電流Ic則能調節占空比。電路剛上電啟動(dòng)時(shí)，高壓電流源通過(guò)開(kāi)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Vc首次充電達到5.7V時(shí)，S關(guān)斷，高壓直流源被斷開(kāi)，PWM發(fā)生器和功率MOSFET開(kāi)始工作。此后，Ic由反饋電路供電。

　　帶隙基準電壓源—－給內部提供各種基準電壓，同時(shí)還可產(chǎn)生一個(gè)具有溫度補償并可調整的電流源，來(lái)精確設定振蕩器的頻率和門(mén)驅動(dòng)電流。

　　振蕩器（Oscillator）－—產(chǎn)生鋸齒波（SAW）、最大占空比信號（Dmax）和時(shí)鐘信（CLOCK）。振蕩頻率內部已設定為100kHz，這有利于減小EMI和提高電源效率。

　　并聯(lián)調整器/誤差放大器(Shunt Regulator/Error Amplifier)－－并聯(lián)調整器的作用是當加到C端的反饋電流超過(guò)所需要的電流值時(shí)，就通過(guò)并聯(lián)調整器就行分流，以確保Vc＝5.7V（典型值）。誤差放大器將反饋電壓與5.7V的基準電壓進(jìn)行比較，控制輸出誤差電流Ifb，當Ifb流過(guò)電阻Re之后，形成一個(gè)誤差電壓送到PWM調制器，從而調節PWM信號的占空比。

　　脈寬調制器(PWM Comparator)—－通過(guò)改變控制端電流IC的大小，可連續調節脈沖占空比，實(shí)現脈寬調制。同時(shí)，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(kāi)關(guān)噪聲電壓。
門(mén)極驅動(dòng)級和輸出級(Control Turn-on Gate Driver)－—用于驅動(dòng)N溝道MOSFET，使其按照內部設定的開(kāi)關(guān)頻率工作。

　　過(guò)流保護電路——利用MOSFET的漏－源通態(tài)電阻Rds.on來(lái)檢測過(guò)流信號。片子內部將Rds.on上產(chǎn)生的壓降Vds.on與一個(gè)參考電壓Vlimit作比較。當Id過(guò)大時(shí)，Vds.on也隨之上升。如果Vds.on>Vlimit，過(guò)流比較器將會(huì )翻轉，進(jìn)而發(fā)出信號使MOSFET關(guān)斷，起到過(guò)流保護作用。片子在設計時(shí)，還對Vlimit進(jìn)行了溫度補償，以消除因Rds.on隨溫度變化而引起的Vds.on的波動(dòng)。
過(guò)熱保護及上電復位電路(Thermal Shutdown Power-up Reset)－—當片子的結溫達到135 時(shí)，過(guò)熱保護電路就輸出高電平，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(dòng)重啟電路(Shutdown/Auto-restart)—－當調節失效時(shí)，立即使片子在5％的低占空比下工作，同時(shí)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(dòng)重啟動(dòng)，回復到正常工作狀態(tài)。自動(dòng)重啟的頻率為1.2Hz（當Cr為47uF時(shí)）。

　　高壓直流源——在啟動(dòng)或是滯后調節模式下，該電流源通過(guò)電子開(kāi)關(guān)S給內部電路提供偏置電流，并且對Cr進(jìn)行充電以啟動(dòng)電路。電源正常工作時(shí)開(kāi)關(guān)S改接內部電源，高壓直流源被旁路掉。

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