TOP开关芯片资料

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TOP系列应用指南

ENTER APPLICATION VARIABLES
VACMIN
VACMAX
fL
VO PO_AVG PO_PEAK Heatsink Type Enclosure n Z VB tC CIN
85 265
50 5.00 35.00
External Adapter
0.80 0.50
12 3.00 68.0
的EcoSmart®技术令使用TOPSwitch-JX产品系列设计的电源，其空载功耗小于100 mW，并在整个输入电压及负载范围内保持恒定的效率。TOPSwitch-JX系列解决方案能够轻松满足欧盟行为准则(CoC)、欧盟委员会用能产品生态设计指令(EC EuP)及能源之星等能效标准。
基本电路结构
图2显示了在两个不同的峰值负载条件下如何计算所要求的平均输出功率。
从表2当中确定输入电压范围。额定输入电压(VAC)
VACMIN
VACMAX
100/115
85
132
230
195
265
通用电压范围
85
265
其
中
P
X
表
示
不
同
的
输
出
功
率
，
∆
t
表
X
示
每
个
峰
值
功
率
的
持
续
时
间，T为脉冲负载循环一次所需的时间。
特定应用的个别要求，如恒流、恒定输出功率等不在本设计指南的讨论范围。但是，可以在本文所示的基本转换器电路当中增加额外的电路来实现这些特别的要求。有关其它电路功能、设计范例的更多信息及其它信息，请访问Power Integrations的网站或联系您的PI销售代表。

开关电源top224芯片

绪论开关电源（Switched Mode Power Supply，SMPS）是一种由占空比控制的开关电路构成的电能变换装置，用于交流—直流或直流—直流电能的变换。

其功率从零点几瓦到数十千瓦，被广泛用于生活、生产、科研、军事等各个领域。

比如：小到彩色电视机、DVD播放机等家用电器、大到飞机、卫星、导弹、舰船中，都大量采用了开关电源。

开关电源的核心为电力电子开关电路，根据负载对电源提出的输出稳压或稳流特性的要求，利用反馈控制电路，采用占空比控制方法，对开关电路进行控制。

脉宽调制（PWM）技术的发展，导致了PWM开关电源问世（PWM开关电源的特点是用20KHz的载波进行脉冲宽度调制，电源的效率可达65%～70%），大幅度节约了能源，引起了人们的广泛关注，在电源技术发展史上被誉为20KHz革命。

高频化使开关电源装置空前的小型化，并使其进入更广泛的领域，特别是推动了高新技术产品的小型化、轻便化，在节约资源及保护环境方面具有深远的意义。

随着电子技术的高速发展，电子设备的应用领域越来越广，与人们的工作、生活的关系日益密切。

但是，任何电子设备都离不开可靠的电源，它们对电源的要求也越来越高。

并且，随着集成芯片尺寸的不断减小，处理速度越来越高，需要更加小型化、轻量化的电源（磁性元件和电容的体积、重量应随之减小）；未来的绿色电源要求开关电源的效率更高，性能更好，可靠性更高等。

这一切将促进开关电源的不断发展和进步。

开关电源体积小、效率高，被誉为高效节能电源，现已成为稳压电源的主导产品。

当今开关电源正向着集成化、智能化的方向发展。

高度集成、功能强大的开关型稳压电源代表着开关电源发展的主流方向。

本论文主要围绕当前流行的集成开关电源芯片进行小功率开关型稳压电源特性的研究。

本文采用TOP224Y研制了一款单片开关电源，论文给出了外围电路各部分的详细设计方法，并进行了参数计算，通过实测结果分析，验证了理论的可行性。

具有较强的适用性。

TOP414中文资料

TPO414中文资料1：三端DC-DC脉宽调制开关。

2：产品亮点。

分离转换开关的低成本替代品。

只有较少的15个元件，降低成本，提高可靠性。

允许12毫米以下更小更轻的所有表面装载元件解决方案。

3：在反击式拓扑中有80%的能效。

内置的启动和电流限制，减少DC电流损耗。

低电容的MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）CMOS（互补金属氧化物半导体）控制器/门驱动器的消耗只有7Mw.70%的最大占空比最大限度的降低了传导损耗。

4：简化设计，缩短上市时间集成的脉宽调制控制器和大功率的MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）只需要一个补偿电容。

旁路和启动/自动重启的功能。

5：系统电平错误保护特征自动重启和逐周期电流限制（逐周期电流感测）即时性电流限制功能。

处理初级和次级的错误。

在线的片锁热关断保护整个系统，预防过载。

6：高度灵活，多功能实现降压，升压，反激式和正激式拓扑。

轻松接口，同时包含OPTO和初级反馈。

支持连续和不连续的运作模式。

指定用于DC16V以下输入。

7：说明TOPS开关系列，实现只有3个终端，为所有DC-DC所必须的功能：高电压N沟道功率MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管），包含受控的启动门驱动，电压模式的脉宽调节控制器有内部集成的120KHZ的震荡器。

高电压启动偏置电路，能隙带派生参考，并联分流稳压器，误差放大器电路是为环路补偿和错误保护的，相比分离的MOSFET 和控制器或字激的开关转换器解决方案，TOPS开关集成电路能降低总成本，元件的数量，尺寸，和重量，同时提高效率和系统可靠性，这个器件非常适合电信，电报，和其他DC-DC的高达21W的输出功率。

在内部，SMD-8的引线框架，使用6个引脚将热量从芯片传递到电路板上，减少了散热片的成本。

8：典型应用9：输出能力：10：引脚功能描述。

漏极引脚：输出MOSFET的漏极连接，在启动运行时候，通过内部开关式的高压电流源。

提供内部的偏置电流。

TOP224

Figure 1. Typical Flyback Application.easier. The standard 8L PDIP package option reduces cost in lower power, high efficiency applications. The internal lead frame of this package uses six of its pins to transfer heat from the chip directly to the board, eliminating the cost of a heat sink.TOPSwitch incorporates all functions necessary for a switched mode control system into a three terminal monolithic IC: power MOSFET, PWM controller, high voltage start up circuit, loop compensation and fault protection circuitry.Product Highlights•Lowest cost, lowest component count switcher solution •Cost competitive with linears above 5W•Very low AC/DC losses – up to 90% efficiency •Built-in Auto-restart and Current limiting•Latching Thermal shutdown for system level protection •Implements Flyback, Forward, Boost or Buck topology •Works with primary or opto feedback•Stable in discontinuous or continuous conduction mode •Source connected tab for low EMI•Circuit simplicity and Design Tools reduce time to marketDescriptionThe second generation TOPSwitch-II family is more cost effective and provides several enhancements over the first generation TOPSwitch family. The TOPSwitch-II family extends the power range from 100W to 150W for 100/115/230 VAC input and from 50W to 90W for 85-265 VAC universal input.This brings TOPSwitch technology advantages to many new applications, i.e. TV, Monitor, Audio amplifiers, etc. Many significant circuit enhancements that reduce the sensitivity to board layout and line transients now make the design evenNotes: 1. Package outline: TO-220/3 2. Package Outline: DIP-8 or SMD-8 3. 100/115 VAC with doubler input 4. Assumes appropriateheat sinking to keep the maximum TOPSwitch junction temperature below 100 °C. 5. Soldered to 1 sq. in.( 6.45 cm 2), 2 oz. copper clad (610 gm/m 2) 6. P MAX is the maximum practical continuous power output level for conditions shown. The continuous power capability in a given application depends on thermal environment, transformer design, efficiency required, minimum specified input voltage, input storage capacitance, etc. 7. Refer to key application considerations section when using TOPSwitch-II in an existing TOPSwitch design.July 2001Figure 2. Functional Block Diagram.Pin Functional DescriptionDRAIN Pin:Output MOSFET drain connection. Provides internal biascurrent during start-up operation via an internal switched high-voltage current source. Internal current sense point.CONTROL Pin:Error amplifier and feedback current input pin for duty cyclecontrol. Internal shunt regulator connection to provide internalbias current during normal operation. It is also used as theconnection point for the supply bypass and auto-restart/compensation capacitor.SOURCE Pin:Y package – Output MOSFET source connection for highvoltage power return. Primary side circuitcommon and reference point.P and G package – Primary side control circuit common andreference point.SOURCE (HV RTN) Pin: (P and G package only)Output MOSFET source connection for high voltage power return.Figure 3. Pin Configuration.D 7/01TOPSwitch-II Family Functional DescriptionTOPSwitch is a self biased and protected linear control current-to-duty cycle converter with an open drain output. High efficiency is achieved through the use of CMOS and integration of the maximum number of functions possible. CMOS process significantly reduces bias currents as compared to bipolar or discrete solutions. Integration eliminates external power resistors used for current sensing and/or supplying initial start-up bias current.During normal operation, the duty cycle of the internal output MOSFET decreases linearly with increasing CONTROL pin current as shown in Figure 4. To implement all the required control, bias, and protection functions, the DRAIN and CONTROL pins each perform several functions as described below. Refer to Figure 2 for a block diagram and to Figure 6 for timing and voltage waveforms of the TOPSwitch integrated circuit.Figure 4. Relationship of Duty Cycle to CONTROL Pin Current.Figure 5. Start-up Waveforms for (a) Normal Operation and (b) Auto-restart.Control Voltage SupplyCONTROL pin voltage VCis the supply or bias voltage for thecontroller and driver circuitry. An external bypass capacitorclosely connected between the CONTROL and SOURCE pinsis required to supply the gate drive current. The total amountof capacitance connected to this pin (CT) also sets the auto-restart timing as well as control loop compensation. VCisregulated in either of two modes of operation. Hystereticregulation is used for initial start-up and overload operation.Shunt regulation is used to separate the duty cycle error signalfrom the control circuit supply current. During start-up,CONTROL pin current is supplied from a high-voltage switchedcurrent source connected internally between the DRAIN andCONTROL pins. The current source provides sufficient currentto supply the control circuitry as well as charge the totalexternal capacitance (CT).The first time VCreaches the upper threshold, the high-voltagecurrent source is turned off and the PWM modulator and outputtransistor are activated, as shown in Figure 5(a). During normaloperation (when the output voltage is regulated) feedbackcontrol current supplies the VCsupply current. The shuntregulator keeps VCat typically 5.7 V by shunting CONTROLpin feedback current exceeding the required DC supply currentthrough the PWM error signal sense resistor RE. The lowdynamic impedance of this pin (ZC) sets the gain of the erroramplifier when used in a primary feedback configuration. Thedynamic impedance of the CONTROL pin together with theexternal resistance and capacitance determines the control loopcompensation of the power system.If the CONTROL pin total external capacitance (CT) shoulddischarge to the lower threshold, the output MOSFET is turnedoff and the control circuit is placed in a low-current standbymode. The high-voltage current source turns on and charges theexternal capacitance again. Charging current is shown with anegative polarity and discharging current is shown with apositive polarity in Figure 6. The hysteretic auto-restartcomparator keeps VCwithin a window of typically 4.7 to 5.7 Vby turning the high-voltage current source on and off as shownin Figure 5(b). The auto-restart circuit has a divide-by-8counter which prevents the output MOSFET from turning onagain until eight discharge-charge cycles have elapsed. Thecounter effectively limits TOPSwitch power dissipation byreducing the auto-restart duty cycle to typically 5%. Auto-restart continues to cycle until output voltage regulation isagain achieved.Bandgap ReferenceAll critical TOPSwitch internal voltages are derived from atemperature-compensated bandgap reference. This referenceis also used to generate a temperature-compensated currentsource which is trimmed to accurately set the oscillator frequencyOscillatorThe internal oscillator linearly charges and discharges theinternal capacitance between two voltage levels to create asawtooth waveform for the pulse width modulator. The oscillatorsets the pulse width modulator/current limit latch at the beginningof each cycle. The nominal frequency of 100 kHz was chosento minimize EMI and maximize efficiency in power supplyapplications. Trimming of the current reference improves thefrequency accuracy.Pulse Width ModulatorThe pulse width modulator implements a voltage-mode controlloop by driving the output MOSFET with a duty cycle inverselyproportional to the current into the CONTROL pin whichgenerates a voltage error signal across RE. The error signalacross REis filtered by an RC network with a typical cornerfrequency of 7 kHz to reduce the effect of switching noise. Thefiltered error signal is compared with the internal oscillatorsawtooth waveform to generate the duty cycle waveform. Asthe control current increases, the duty cycle decreases. A clocksignal from the oscillator sets a latch which turns on the outputMOSFET. The pulse width modulator resets the latch, turningoff the output MOSFET. The maximum duty cycle is set by thesymmetry of the internal oscillator. The modulator has aminimum ON-time to keep the current consumption of theTOPSwitch independent of the error signal. Note that a minimumcurrent must be driven into the CONTROL pin before the dutycycle begins to change.Gate DriverThe gate driver is designed to turn the output MOSFET on at acontrolled rate to minimize common-mode EMI. The gate drivecurrent is trimmed for improved accuracy.Error AmplifierThe shunt regulator can also perform the function of an erroramplifier in primary feedback applications. The shunt regulatorvoltage is accurately derived from the temperature compensatedbandgap reference. The gain of the error amplifier is set by theCONTROL pin dynamic impedance. The CONTROL pinclamps external circuit signals to the VCvoltage level. TheCONTROL pin current in excess of the supply current isseparated by the shunt regulator and flows through REas avoltage error signal.Cycle-By-Cycle Current LimitThe cycle by cycle peak drain current limit circuit uses theoutput MOSFET ON-resistance as a sense resistor. A currentlimit comparator compares the output MOSFET ON-state drain-source voltage, VDS(ON)with a threshold voltage. High draincurrent causes VDS(ON)to exceed the threshold voltage and turnsthe output MOSFET off until the start of the next clock cycle.The current limit comparator threshold voltage is temperature TOPSwitch-II Family Functional Description (cont.)D 7/01compensated to minimize variation of the effective peak current limit due to temperature related changes in output MOSFET R DS(ON).The leading edge blanking circuit inhibits the current limit comparator for a short time after the output MOSFET is turned on. The leading edge blanking time has been set so that current spikes caused by primary-side capacitances and secondary-side rectifier reverse recovery time will not cause premature termination of the switching pulse.The current limit can be lower for a short period after the leading edge blanking time as shown in Figure 12. This is due to dynamic characteristics of the MOSFET. To avoid triggering the current limit in normal operation, the drain current waveform should stay within the envelope shown.Shutdown/Auto-restartTo minimize TOPSwitch power dissipation, the shutdown/auto-restart circuit turns the power supply on and off at an auto-restart duty cycle of typically 5% if an out of regulation condition persists. Loss of regulation interrupts the external current into the CONTROL pin. V C regulation changes from shunt mode to the hysteretic auto-restart mode described above.When the fault condition is removed, the power supply outputbecomes regulated, V C regulation returns to shunt mode, and normal operation of the power supply resumes.Overtemperature ProtectionTemperature protection is provided by a precision analog circuit that turns the output MOSFET off when the junction temperature exceeds the thermal shutdown temperature (typically 135 °C). Activating the power-up reset circuit by removing and restoring input power or momentarily pulling the CONTROL pin below the power-up reset threshold resets the latch and allows TOPSwitch to resume normal power supply operation. V C is regulated in hysteretic mode and a 4.7 V to 5.7 V (typical) sawtooth waveform is present on the CONTROL pin when the power supply is latched off.High-voltage Bias Current SourceThis current source biases TOPSwitch from the DRAIN pin and charges the CONTROL pin external capacitance (C T ) during start-up or hysteretic operation. Hysteretic operation occurs during auto-restart and overtemperature latched shutdown.The current source is switched on and off with an effective duty cycle of approximately 35%. This duty cycle is determined by the ratio of CONTROL pin charge (I C ) and discharge currents (I CD1 and I CD2). This current source is turned off during normal operation when the output MOSFET is switching.Figure 6. Typical Waveforms for (1) Normal Operation, (2) Auto-restart, and (3) Power Down Reset.Figure 7. Schematic Diagram of a 4 W TOPSwitch-II Standby Power Supply using an 8 lead PDIP.Application ExamplesFollowing are just two of the many possible TOPSwitchimplementations. Refer to the Data Book and Design Guidefor additional examples.4 W Standby Supply using 8 Lead PDIPFigure 7 shows a 4 W standby supply. This supply is used inappliances where certain standby functions (e.g. real timeclock, remote control port) must be kept active even while themain power supply is turned off.The 5 V secondary is used to supply the standby function andthe 12 V non-isolated output is used to supply power for thePWM controller of the main power supply and other primaryside functions.For this application the input rectifiers and input filter are sizedfor the main supply and are not shown. The input DC rail mayvary from 100 V to 380 V DC which corresponds to the fulluniversal AC input range. The TOP221 is packaged in an 8 pinpower DIP package.The output voltage (5 V) is directly sensed by the Zener diode(VR1) and the optocoupler (U2). The output voltage is determinedby the sum of the Zener voltage and the voltage drop across theLED of the optocoupler (the voltage drop across R1 is negligible).The output transistor of the optocoupler drives the CONTROLpin of the TOP221. C5 bypasses the CONTROL pin and providescontrol loop compensation and sets the auto-restart frequency.The transformer’s leakage inductance voltage spikes are snubbedby R3 and C1 through diode D1. The bias winding is rectifiedand filtered by D3 and C4 providing a non-isolated 12 V outputwhich is also used to bias the collector of the optocoupler’soutput transistor. The isolated 5 V output winding is rectified byD2 and filtered by C2, L1 and C3.D 7/0120 W Universal Supply using 8 Lead PDIPFigure 8 shows a 12 V, 20 W secondary regulated flyback power supply using the TOP224P in an eight lead PDIP package and operating from universal 85 to 265 VAC input voltage. This example demonstrates the advantage of the higher power 8 pin leadframe used with the TOPSwitch-II family. This low cost package transfers heat directly to the board through six source pins, eliminating the heatsink and the associated cost. Efficiency is typically 80% at low line input. Output voltage is directly sensed by optocoupler U2 and Zener diode VR2. The output voltage is determined by the Zener diode (VR2) voltage and the voltage drops across the optocoupler (U2) LED and resistor R1.Other output voltages are possible by adjusting the transformer turns ratio and value of Zener diode VR2.AC power is rectified and filtered by BR1 and C1 to create the high voltage DC bus applied to the primary winding of T1. The other side of the transformer primary is driven by the integrated TOPSwitch-II high-voltage MOSFET. D1 and VR1 clampleading-edge voltage spikes caused by transformer leakage inductance. The power secondary winding is rectified and filtered by D2, C2, L1, and C3 to create the 12 V output voltage.R2 and VR2 provide a slight pre-load on the 12 V output to improve load regulation at light loads. The bias winding is rectified and filtered by D3 and C4 to create a TOPSwitch bias voltage. L2 and Y1-safety capacitor C7 attenuate common mode emission currents caused by high voltage switching waveforms on the DRAIN side of the primary winding and the primary to secondary capacitance. Leakage inductance of L2with C1 and C6 attenuates differential-mode emission currents caused by the fundamental and harmonics of the trapezoidal or triangular primary current waveform. C5 filters internal MOSFET gate drive charge current spikes on the CONTROL pin, determines the auto-restart frequency, and together with R1 and R3, compensates the control loop.Figure 8. Schematic Diagram of a 20 W Universal Input TOPSwitch-II Power Supply using an 8 lead PDIP.Key Application ConsiderationsGeneral Guidelines• Keep the SOURCE pin length very short. Use a Kelvinconnection to the SOURCE pin for the CONTROL pinbypass capacitor. Use single point grounding techniques atthe SOURCE pin as shown in Figure 9.• Minimize peak voltage and ringing on the DRAIN voltageat turn-off. Use a Zener or TVS Zener diode to clamp thedrain voltage below the breakdown voltage rating ofTOPSwitch under all conditions, including start-up andoverload. The maximum recommended clamp Zenervoltage for the TOP2XX series is 200 V and thecorresponding maximum reflected output voltage on theprimary is 135 V. Please see Step 4: AN-16 in the 1996-97Data Book and Design Guide or on our Web site.• The transformer should be designed such that the rate ofchange of drain current due to transformer saturation iswithin the absolute maximum specification (∆IDin 100 nsbefore turn off as shown in Figure 13). As a guideline, formost common transformer cores, this can be achieved bymaintaining the Peak Flux Density (at maximum ILIMITcurrent) below 4200 Gauss (420 mT). The transformerspreadsheets Rev. 2.1 (or later) for continuous and Rev.1.0(or later) for discontinuous conduction mode provide thenecessary information.• Do not plug TOPSwitch into a “hot” IC socket during test.External CONTROL pin capacitance may be charged toexcessive voltage and cause TOPSwitch damage.• While performing TOPSwitch device tests, do not exceedmaximum CONTROL pin voltage of 9 V or maximumCONTROL pin current of 100 mA.• Under some conditions, externally provided bias or supplycurrent driven into the CONTROL pin can hold theTOPSwitch in one of the 8 auto-restart cycles indefinitelyand prevent starting. To avoid this problem when doingbench evaluations, it is recommended that the VCpowersupply be turned on before the DRAIN voltage is applied.TOPSwitch can also be reset by shorting the CONTROLpin to the SOURCE pin momentarily.• CONTROL pin currents during auto-restart operation aremuch lower at low input voltages (< 36 V) which increasesthe auto-restart cycle time (see the ICvs. DRAIN VoltageCharacteristic curve).• Short interruptions of AC power may cause TOPSwitch toenter the 8-count auto-restart cycle before starting again.This is because the input energy storage capacitors are notcompletely discharged and the CONTROL pin capacitancehas not discharged below the internal power-up resetvoltage.• In some cases, minimum loading may be necessary to keepa lightly loaded or unloaded output voltage within thedesired range due to the minimum ON-time.Replacing TOPSwitch with TOPSwitch-IIThere is no external latching shutdown function inTOPSwitch-II. Otherwise, the functionality of theTOPSwitch-II devices is same as that of the TOPSwitch family.However, before considering TOPSwitch-II as a 'drop in'replacement in an existing TOPSwitch design, the designshould be verified as described below.The new TOPSwitch-II family offers more power capabilitythan the original TOPSwitch family for the same MOSFETRDS(ON). Therefore, the original TOPSwitch design must bereviewed to make sure that the selected TOPSwitch-IIreplacement device and other primary components are not overstressed under abnormal conditions.The following verification steps are recommended:• Check the transformer design to make sure that it meets the∆IDspecification as outlined in the General Guidelinessection above.• Thermal: Higher power capability of the TOPSwitch-IIwould in many instances allow use of a smaller MOSFETdevice (higher RDS(ON)) for reduced cost. This may affectTOPSwitch power dissipation and power supply efficiency.Therefore thermal performance of the power supply mustbe verified with the selected TOPSwitch-II device.• Clamp Voltage: Reflected and Clamp voltages should beverified not to exceed recommended maximums for theTOP2XX Series: 135 V Reflected/200 V Clamp. Pleasesee Step 4: AN-16 in the Data Book and Design Guide andreadme.txt file attached to the transformer designspreadsheets.• Agency Approval: Migrating to TOPSwitch-II may requireagency re-approval.D 7/01Figure 9. Recommended TOPSwitch Layout.Design ToolsThe following tools available from Power Integrations greatly simplify TOPSwitch based power supply design.• Data Book and Design Guide includes extensive application information• Excel Spreadsheets for Transformer Design - Use of this tool is strongly recommended for all TOPSwitch designs.• Reference design boards – Production viable designs that are assembled and tested.All data sheets, application literature and up-to-date versions of the Transformer Design Spreadsheets can be downloaded from our Web site at . A diskette of the Transformer Design Spreadsheets may also be obtained by sending in the completed form provided at the end of this data sheet.D 7/01D 7/01NOTES:A.For specifications with negative values, a negative temperature coefficient corresponds to an increase in magnitude with increasing temperature, and a positive temperature coefficient corresponds to a decrease in magnitude with increasing temperature.B.The breakdown voltage and leakage current measurements can be accomplished as shown in Figure 15 by using the following sequence:i. The curve tracer should initially be set at 0 V. The base output should be adjusted through a voltage sequence of 0 V, 6.5 V, 4.3 V, and 6.5 V, as shown. The base current from the curve tracer should not exceed 100 mA. This CONTROL pin sequence interrupts the Auto-restart sequence and locks the TOPSwitch internal MOSFET in the OFF State.ii. The breakdown and the leakage measurements can now be taken with the curve tracer. The maximum voltage from the curve tracer must be limited to 700 V under all conditions.C.It is possible to start up and operate TOPSwitch at DRAIN voltages well below 36 V. However, the CONTROL pin charging current is reduced, which affects start-up time, auto-restart frequency, and auto-restart duty cycle. Refer to the characteristic graph on CONTROL pin charge current (I C ) vs. DRAIN voltage for low voltage operation characteristics.Figure 11. TOPSwitch CONTROL Pin I-V Characteristic. Figure 10. TOPSwitch Duty Cycle Measurement.Figure 12. Self-protection Current Limit Envelope.Figure 13. Example of ∆IDon Drain Current Waveform withSaturated Transformer.012683Time (µs)DRAINCurrent(normalized)PI-222-331457120100804020600246810CONTROL Pin Voltage (V)CONTROLPinCurrent(mA)D 7/01Figure 14. TOPSwitch General Test Circuit.Figure 15. Breakdown Voltage and Leakage Current Measurement Test Circuit.The following precautions should be followed when testingTOPSwitch by itself outside of a power supply. The schematicshown in Figure 14 is suggested for laboratory testing ofTOPSwitch.When the DRAIN supply is turned on, the part will be in theAuto-restart mode. The CONTROL pin voltage will beoscillating at a low frequency from 4.7 to 5.7 V and the DRAINis turned on every eighth cycle of the CONTROL pin oscillation.If the CONTROL pin power supply is turned on while in thisTypical Performance CharacteristicsAuto-restart mode, there is only a 12.5% chance that the controlpin oscillation will be in the correct state (DRAIN active state)so that the continuous DRAIN voltage waveform may beobserved. It is recommended that the VCpower supply beturned on first and the DRAIN power supply second if continuousdrain voltage waveforms are to be observed. The 12.5% chanceof being in the correct state is due to the 8:1 counter. Temporarilyshorting the CONTROL pin to the SOURCE pin will resetTOPSwitch, which then will come up in the correct state.21.21.6020*********DRAIN Voltage (V)CONTROLPinChargingCurrent(mA)I C vs. DRAIN VOLTAGEPI-1145-131940.40.81.11.00.9-50-250255075100125150Junction Temperature (°C)BreakdownVoltage(V)(Normalizedto25°C)BREAKDOWN vs. TEMPERATUREPI-176B-513911.21.00.80.60.40.2-50-250255075100125150Junction Temperature (°C)CURRENT LIMIT vs. TEMPERATUREPI-1125-331CurrentLimit(Normalizedto25°C)1.21.00.80.60.40.2-50-250255075100125150Junction Temperature (°C)FREQUENCY vs. TEMPERATUREPI-1123A-331OutputFrequency(Normalizedto25°C)D 7/01Typical Performance Characteristics (cont.)3246810DRAIN Voltage (V)D R A I N C u r r e n t (A )OUTPUT CHARACTERISTICSP I -1940-03300112100010400200600DRAIN Voltage (V)D R A I N C a p a c i t a n c e (p F )C OSS vs. DRAIN VOLTAGE100P I -1941-033001500300400100200200400600DRAIN Voltage (V)P o w e r (m W )DRAIN CAPACITANCE POWERP I -1942-0330017/01Notes-1) Updated package references.2) Corrected Spelling.3) Corrected Storage Temperature θJCand updated nomenclature in parameter table.4) Added G package references to Self-Protection Current Limit parameter.5) Corrected font sizes in figures.Date12/977/01 RevisionCDKOREAPower IntegrationsInternational Holdings, Inc.Rm# 402, Handuk Building649-4 Yeoksam-Dong,Kangnam-Gu,Seoul, KoreaPhone:+82-2-568-7520Fax:+82-2-568-7474e-mail: koreasales@WORLD HEADQUARTERSAMERICASPower Integrations, Inc.5245 Hellyer AvenueSan Jose, CA 95138 USAMain:+1 408-414-9200Customer Service:Phone:+1 408-414-9665Fax:+1 408-414-9765e-mail: usasales@For the latest updates, visit our Web site:Power Integrations reserves the right to make changes to its products at any time to improve reliability or manufacturability. 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Rd.,Sec. 5,Taipei, Taiwan 110, R.O.C.Phone:+886-2-2727-1221Fax:+886-2-2727-1223e-mail: taiwansales@EUROPE & AFRICAPower Integrations (Europe) Ltd.Centennial CourtEasthampstead RoadBracknellBerkshire, RG12 1YQUnited KingdomPhone:+44-1344-462-300Fax:+44-1344-311-732e-mail: eurosales@CHINAPower IntegrationsInternational Holdings, Inc.Rm# 1705, Bao Hua Bldg.1016 Hua Qiang Bei LuShenzhen, Guangdong 518031ChinaPhone:+86-755-367-5143Fax:+86-755-377-9610e-mail: chinasales@INDIA (Technical Support)Innovatech#1, 8th Main RoadVasanthnagarBangalore, India 560052Phone:+91-80-226-6023Fax:+91-80-228-9727e-mail: indiasales@APPLICATIONS HOTLINEWorld Wide +1-408-414-9660APPLICATIONS FAXWorld Wide +1-408-414-9760。

top242-250cn中文

件下测量得到的。详情请参考关键应用部分。 3. 关于无铅封装形式，请参考订购信息。 4. 230 VAC或100/115 VAC倍压整流。
1 November 2005
版本 O 11/05
TOP242-250
目录
功能结构图.................................................................................................................................................................... 3 引脚功能描述 ................................................................................................................................................................. 4 TOPSwitch-GX 产品系列功能描述................................................................................................................................ 5
TOP242 Y 或 F TOP243 P 或 G
TOP243 R TOP243 Y 或 F TOP244 P 或 G
TOP244 R TOP244 Y 或 F TOP245 P 或 G
TOP245 R TOP245 Y 或 F TOP246 P 或 G
TOP246 R TOP246 Y 或 F

TOP412-414三端DC-DC PWM开关电源

TOP412/414 三端DC/DC PWM 开关电源
Power lntegrations 公司继TOPSwitch－Ⅱ之后，于1999 年4 月又推出TOP412/414 三端DC/DCPWM 开关。

TOP412/414 采用SMD－8（G08A）封装，其中4 脚为控制脚，5 脚为MOSFET 漏极脚，1～3 脚为源极脚，6～8 脚是源
极高压回复（HVRTN）。

TOP412/414 集电压型PWM 控制器与N 沟道功
率MOSFET 于一体，集成了120kHz 振荡器、高压起动偏置电路、温度补偿、
并联调整器/误差放大器和故障保护等电路。

TOP412/414 的内部起动和电流限
制电路减少了直流损耗，CMOS 控制器/栅极驱动器仅消耗7mW 的功率，70％
的最大占空比使导通损耗最小化，低容量MOSFET 有效地降低了开关损耗，
从而使其在回扫拓扑应用中的效率在80％以上。

TOP412/414 的保护功能包括
自动再起动与电流限制和过热关闭等。

TOP412/414 可组成升压、BUCK、回扫
和正向拓扑，输入电压和输出功率如表1。

用TOP414G 设计的10WDC/DC 变换器如图1 所示。

该变换器的DC 输
入电压范围为36～72V，输出为5V/2A，工作环境温度为0～50℃,元件最大高
度是12mm。

图1 TOP414G 的典型应用电路
表1 TOP412/414 输入电压与输出功率
最低输入电压
输出功率
TOP412G
TOP414G
18V3W4W 24V5W6W 36V7W9W 48V9W12W 60V12W15W 72V15W18W。

电源管理芯片top221p参数

电源管理芯片top221p参数
电源管理芯片TOP221P是一款高性能的离线开关电源管理芯片，具有多种参数和特性，适用于各种电源管理应用。

以下是该芯片的
一些重要参数：
1. 输入电压范围，该芯片的输入电压范围为85V至265V，使
其适用于全球范围内的电源输入。

2. 输出功率，TOP221P芯片能够提供高达12W的输出功率，适
用于各种中小功率应用。

3. 工作频率，该芯片的工作频率范围广泛，从50kHz到
200kHz可调，能够在不同的应用场景下实现最佳的性能。

4. 内置保护功能，TOP221P芯片具有多种内置保护功能，包括
过载保护、过温保护和短路保护，确保电路的稳定和可靠性。

5. 封装类型，该芯片采用TO-220封装，便于安装和散热，适
用于各种工业和商业应用。

综合来看，电源管理芯片TOP221P具有宽输入电压范围、高输出功率、可调工作频率和多重保护功能等特点，适用于各种电源管理和开关电源应用。

它的性能稳定可靠，是电源管理领域的重要组成部分。

top开关电源设计及电路2

TOPSwitch-FX系列单片机开关电源的应用摘要：介绍TOPSwitch-FX系列产品在通用高效开关电源、机顶盒开关电源、PC 待机电源中的典型应用。

TOPSwitch-FX系列单片机电源集成电路，可广泛应用于各种通用及专用开关电源、待机电源、开关电源模块中。

一、能进行外部限流的12V、30W开关电源由TOP234Y构成12V、30W高效开关电源的电路如图1所示。

其交流输入电压范围是AC85～265V，满载时电源效率可达80%。

交流电压u依次经过电磁干扰（EMI）滤波器（C10，L1）、输入整流滤波器（BR，C1）获得直流高压UI。

UI经过R1和R2分压后接M端，能使极限电流随UI升高而降低。

R1可提供电压前馈信号，当UI偏高时能自动降低最大占空比，以减小输出纹波。

R2为电流极限设定电阻，所设定的Ilimit≈0.7Ilimit=0.7×1.5A=1.05A，略高于低压输入时的峰值电流Ip值。

这里将系数取0.7是考虑到TOP234Y在宽范围输入时，最大连续输出功率Pom=45W,而实际输出功率P'om=30M，即P'om/Pom=30/45=0.67≈0.7。

采用这种设计方法允许高频变压器选用尺寸较小的磁芯，通过增加初级电感量Lp来降低TOP234Y的功耗，并防止出现磁饱和现象。

此外，由于采用了降低Dmax的电压前馈技术即使输入电压UI和初级感应电压UOR较高，开关电源也能正常工作。

它允许使用成本的R，C，VD型漏极钳位电路（R3，C7，VD1），以替代价格较高的TVS（瞬态电压抑制器）、VD型钳位电路，用于吸收在TOP234Y关断时由高频变压器漏感产生的尖峰电压，对漏极起到保护作用。

次级电压经过VD2，C2，C3，L2和C4整流滤波后，获得+12V、2.5A的稳压输出。

为减小整流管的损耗，VD2采用MBR1060型10A/60V肖特基二极管。

C9和R7并联在VD2两端，能防止VD2在高频开关状态下产生自激振荡（振铃）。

TOP222Y

TOP221—227TOPSwitch—II系列三端离线式PWM开关产品主要性能：1.最低成本和最少元器件数量的开关解决方案。

2.与线性电源相比在输出功率5W以上的电路中最具竞争优势。

3.具有非常低的AC/DC变换损耗，转换的效率高达90%。

4.芯片内部集成了自动复位启动和限流功能电路。

5.为了实现系统的安全保护，芯片内部还具有一个触发式热关断电路。

6.可构成反激式、正激式、升压式或降压式拓扑电路。

7.可稳定工作于不连续与连续传到模式。

8.SOURCE端连接到散热片上降低了EMI。

9.使用专用设计工具软件，设计更省时省力。

图1、典型的反激电路应用实例简介第二代的TOPSwitch—II系类芯片与第一代比起来有更高的性价比，第二代的TOPSwitch —II芯片拓展了输出功率，输入AC电网电压100/115/230V的100W扩大到150W，从输入AC 电网电压85—265V的输入功率从50W扩大到90W，由于采用了先进的技术和工艺，因此可以拓展到电视、监视器、声频放大器等应用领域。

许多有效的电路被集成在芯片内部，使PCB 的面积得到有效的减少，使宽输入电网电压范围的电源电路设计变得非常容易。

标准的PDIP-8L封装形势减小了低功率、高频率应用的成本。

这种封装使用了6个标准铅锡引出端将内部热量直接传输到PCB上，省去了散热片的成本，该系列的TOPSwitch芯片合并了所有的功能，将开关模式控制系统汇集于具有3个引出端的IC中，芯片内部集成了Power MOSFET，PWM控制器、高压启动电路、环形补偿和故障保护电路。

注释：1、封装TO-220/32、封装DIP-8或SMD-83、110/115VAC加倍输入装置4、假设适当的散热条件使TOPSwitch的结温在100摄氏度以下5、1当中的焊点为6.45平方厘米，2的敷铜（610gm/2m），PMAX 是在所示条件下连续状态下输出的实际最大功率，在给定条件下连续输出功率能力取决与周围环境的温度、变压器设计、效率要求、最小指定输入电压以及输入储能电容等等 7、在TOPSwitch-II应用过程中要考虑的一些部分可以参照已有的TOPSwitch的设计。

1高效率70W通用开关电源模块TOPSwitchGX适精品资料

1.高效率70W通用开关电源模块　适合制作低成本、高效率、小尺寸、全密封式开关电源模块或电源适配器(adapter).由TOP249Y构成的密封式70W(19V, TOPSwitch GX3.6A)通用开关电源模块,电路如图1所示.当环境温度不超过40℃时,模块的外形尺寸可减小到10.5mm×5.5mm×2.5mm.设计的交流输入电压范围是85V~265V,这属于全世界通用的电压范围.该电源能同时实现输入欠压保护、过压保护、从外部设定极限电流、降低最大占空比等功能,其主要技术指标为:额定输出功率PO=70W;负载调整率SI=±4%;电源效率η≥84%(当交流输入电压U=85V时,满载效率可达85%;当U=230V时,电源效率高达90%);图1高效率70W通用开关电源模块电路输出纹波电压≤120mV(峰　峰值).该电源共使用3片集成电路:TOP249Y型6端单片开关电源(IC1);线性光耦合器PC817A(IC2);可调式精密并联稳压器TL431(IC3).电阻R9和R10用来从外部设定功率开关管的漏极极限电流,使之略高于满载或输入欠压时的漏极峰值电流ID(P K).这就允许在电源起动过程中或输出负载不稳定但未出现饱和的情况下,采用较小尺寸的高频变压器.当输入直流电压过压时.R9和R10还能自动降低最大占空比DMAx,对最大负载功率加以限制.R11为欠压或过压检测电阻,并能给线路提供电压前馈,以减少开关频率的波动.　的欠压电流IUV=50μA,过压电流IOV=225μA.有公式取R11=2MΩ时,仅当直流输入UI电压达到100V时,电源才能起动.TOPSwitch GXUUV=IUV·R11(1)UOV=IOV·R11(2)将R11=2MΩ分别代入式(1)和式(2)中得到,UUV=100V(DC),UOV=450V(DC).过压时最大占空比DMAx随流入X端的电流IX的增大而减小,当IX从90μA增加到190μA时,最大占空比Dmax就从78%(对应于UUV=100V)线性地降低到47%(对应于375V).在掉电后,欠压检测　关闭.当开关电源受到450V 能在C1放电时减少输出干扰,只要出现输出调节失效或者输入电压低于40V的情况,都会使TOPSwitch GX以上的冲击电压时,R11同样可使TOP249关断,避免元器件受到损坏.由VDZ1和VD1构成的漏极钳位电路,能吸收在MOSFET关断时由高频变压器初级漏感产生的尖峰电压,保护MOSFET不受损坏.VDZ1采用钳位电压为200V的P6KE200型瞬态电压抑制器,VD1选用UF4006型超快恢复二极管,其反向耐压为800V.将电容C11和VDZ1并联后,能减少钳位损耗.选择全频工作方式时,开关频率设定为132kHz.为了减小次级绕组和输出整流管的损耗,现将次级绕组分成两路,每路单独使用一只MBR20100型20A/100V的共阴极肖特基对管(VD2、VD3),然后并联工作.输出滤波电路由C2、C3、L1、C4和C14构成.空载时, TOP249Y能自动降低开关频率,使得在交流230V输入时电源损耗仅为520mW.TOP249Y具有频率抖动特性,这对降低电磁干扰很有帮助.只要合理地选择安全电容C7和EMI滤波器(L2、L3、C6)的元件值,就能使开关电源产生的电磁辐射符合CISPR22(FCCB)/EN55022B国际标准.将C7的一端接UI的正极,能把TOP249Y的共模干扰减至最小.需要指出,C7和C6都称作安全电容,区别只是C7接在高压与地之间,能滤除初、次级耦合电容产生的共模干扰,在IEC950国际标准中称之为“Y电容”.C6则接在交流电源进线端,专门滤除电网线之间的差模干扰,被称作“X电容”.精密光耦反馈电路由IC2、IC3等组成.输出电压UO通过电阻分压器R4~R6获得取样电压,与TL431中的2.50V基准电压进行比较后产生误差电压,再经过光耦去改变TOP249Y的控制端电流IC,使占空比发生变化,进而调节UO保持不变.反馈绕组的输出电压经VD4、C15整流滤波后,给光耦中的接收管提供偏压.C5还与R8一起构成尖峰电压滤波器,使偏置电压在负载较重时能保持恒定.R7、C9、C10和R3、C 5、C8均为控制环路的补偿元件.2由TOP249Y构成的DC/DC变换式250W开关电源该DC/DC变换式开关电源采用一片TOP249Y,输入为250V~380V直流电压,输出为48V、5.2A(250W),电源效率可达84%.其电路如图2所示.C1为高频滤波电容,专门抑制从输入端引入的电磁干扰.由于TOP249工作在它的功率上限,因此需将X端与源极S短接,把极限电流设置为内部最大值,即ILIMIT=ILIMIT(max)=5.7A.在L端到UI之间接一只2MΩ的电阻R1,可进行线路检测.若UI>450V,则TOP249Y停止工作,直到电压恢复正常.这就有效地防止了元器件损坏.由于初级电流较大,须采取以下措施:第一,采用低泄漏电感的高频变压器并在初、次级之间增加屏蔽层,将漏感减至最小;第二,在钳位保护电路中的瞬态电压抑制器两端并联阻容元件R2、R3、C6,构成保护功能完善的VDZ1、VD1、R、C型钳位及吸收电路,以便吸收掉漏感上较大的磁场能量.这种设计的优点在于,正常工作时VDZ1的损耗非常小,泄漏磁场能量主要由R2和R3分担;VDZ1的关键作用是限制在起动(或过载)情况下的尖峰电压,确保内部MOSFET的漏极电压低于700V.次级绕组电压首先经过VD2、C9、C10和C11整流、滤波,再通过L2、C12滤除开关噪声之后,获得稳定的直流输出电压UO.为减小滤波电容的等效电感,现将C9、C10和C11作并联使用.稳压管VDZ2、VDZ3和VDZ4的稳压值分别为22V、12V、12V,串联后的总稳压值UZ =46V,稳定电流IZ≈10mA.设光耦中红外发光二极管LED的正向压降为UF,输出电压由下式确定:图2-250W开关电源电路UO=UZ+UF+UR6≈46V+1V+10mA×100Ω=48VR6是LED的限流电阻,它还决定控制环路的增益.二极管VD4和电容C14构成软起动电路.刚上电时,由于C14两端压降不能突变,致使VD 6因负极接低电平而导通,此时稳压管不工作.随着C14被充电,其两端的压降不断升高,又使VD4变成截止状态,输出电压才建立起来.掉电后,C14上的电荷就经过R9泄放掉.C13和R8为高压控制回路的频率补偿元件.为了保证TOP249Y能在满载情况下正常输出,必须给TOP 249Y加上面积足够大的散热器,使芯片即使在低压输入或最高环境温度下工作,芯片的最高结温也不超过110℃(仅对Y封装而言,其他封装均不得超过100℃).若受安装条件限制,无法加装大散热器,则必须进行通风降温.3由TOP246Y构成的45W多路输出式开关电源由TOP246Y构成45W多路输出式开关电源的电路如图3所示.它可作为机顶盒、电报译码器、大容量硬盘驱动器或笔记本电脑的开关电源.该电源在输入电压为交流185V~265V时,额定输出功率为45W,峰值输出功率可达60W;电源效率η≥75%,空载时的功耗仅为0.6W.五路输出分别为:UO1(5V、3.2A)、UO2(3.3V、3A)、UO3(30V、0.03A)、UO4(18V、0.5A)、UO5(12V、0.6A);它们的负载调整率依次为±5 %、±5%、±8%、±7%、±7%.现将5V和3.3V作为主输出,并按一定的比例引入了反馈量,使这两路的稳压性能最佳.其余各路为辅输出.　供电,以利于降低传导损耗,减小散热考虑到开关电源周围的环境温度较高,TOP246Y适合给温度不超过60℃的标准机顶盒(Set topBox)器尺寸.R2为极限电流设定电阻,取R2=9kΩ时,可将极限电流设定为典型值的80%,即=80%ILIMIT,从而限制了过载功率.R1是线路检测电阻,当整流滤波后的直流输入电压超过450V时,它通过检测浪涌电流和瞬态电流来进行过压保护,迫使TOP246Y关断,起到了保护作用.这对电网供电质量欠佳的地方尤为必要.由VDZ1、VD6、R5和C5构成的初级钳位电路,能使漏极电压在所有情况下均低于700V.R5和C5组成尖峰电压吸收电路,正常工作时可将瞬态电压抑制器VDZ1上的功率损耗降至最低,除非发生过载情况.TOP246Y具有频率抖动特性,能有效抑制噪声干扰,因此只需在输入端加简单的EMI滤波器(C1,L1,C6)并采取合理的接地措施,即可符合有关电磁兼容性的CISPR2213国际标准.刚上电时,利用热敏电阻(RT)可对C2的冲击电流加以限制,防止保险丝损坏.压敏电阻(RV)的作用是吸收从电网窜入的浪涌电压.为减小高频变压器的体积,次级绕组采用堆叠式绕法.辅输出绕组的电位参考点接VD10的负极而不是正极,目的是把高压输出的电压偏差降至最小.次级电压经过VD7~VD11、C7、C9、C11、C13、C16、C14和C17进行整流滤波.VD11为3.3V输出电路中的整流管,选用MBR1045型10A/45V的肖特基二极管,肖特基二极管适于作低压、大电流整流,利用其低压降之特性,可提高电源效率.VD10为5V输出的整流　型20A/200V的超快恢复二极管.3.3V和5V输出端的两只滤波电容需作并联使用,以减小输出端的纹波电流.后置滤管,采用BYV32200波器由L2~L5、C8′、C10、C12、C15和C18构成.电阻R6可防止30V绕组端在轻载时的峰值充电电流.3.3V输出经R11和R10取样后,接IC3(TL431A)的基准端,通过光耦IC2(LTV817)去调节TOP246Y的输出占空比.R8为IC3提供偏置电流,R7用来设定整个反馈电路的直流增益.R9、C19、R3和C5均为反馈电路中的补偿元件.C20为软起动电容.图3由TOP246Y构成的多路输出式45W开关电源电路4使用注意事项(1)输入滤波电容(图1、图2中为C1,图3中为C2)的负极应直接连反馈绕组(称之为开尔文连接),以便将反馈绕组上的浪涌电流直接返回到输入滤波电容,提高抑制浪涌干扰的能力.(2)控制端附近的电容应尽可能靠近源极和控制端的引脚.S极与C、L(或M)、X极需各通过一条独立的支路相连,不得共享一条支路.禁止　极的支路.此外,S、L、X端的引线与外围相关元件的距离也要尽量短捷,并且远离漏极D的支路,以让MOSFET的开关电流通过连接C S防止产生噪声耦合.(3)图1中的线路检测电阻R1应尽可能接近于L(或M)引脚.(4)控制端的旁路电容C5(47μF)与一只高频旁路电容C8(0.1μF)相并联,可以更好地抑制噪声.反馈电路的输出端,应尽可能靠近C、S极.。

利用TOP Switch设计的开关电源剖析

利用TOP Switch设计的开关电源TOP Switch（Three Terminal Off－line PWM Switch）是PI（Power Integration）公司最先研制成功的三端隔离式脉宽调制单片开关电源集成电路，其第一代产品以1994年问世的TOP100/200系列为代表，第二代则是1997年推出的TOP－Ⅱ（221～227）系列，而新推出的TOP－GX系列（24X），除了功率继续有所增大之外，更是在前两代产品的基础上增加了不少功能，故可以看作第三代产品。

本文以其第一、二代产品为例，介绍其特点、原理及应用。

2 TOP Switch集成芯片介绍2.1 特点与优点TOP Switch将MOSFET与整套PWM控制系统集成在一个单片集成器件内，内部包含了MOSFET、PWM发生器、驱动电路、自动偏置电路、保护电路、高压启动电路和环路补偿电路等。

由于它已经将电路各个功能部分都集成在片子内部，所以与常规的分立元件组成的电路相比，它有着以下明显优势。

1)电路结构简单，效率高。

它只有三个输出控制端，利用简单的外围器件就可以完成一个开关电源的控制功能，使电路结构得以简化，体积减小，提高可靠性。

并且把驱动和开关器件集成在一个片子内部，有利于提高效率和功率密度。

2)TOP Switch内部有一个高压小容量的N－MOSFET输出管，该管具有导通电阻小、导通速度可以控制等特点，因而可以减小开关电压变化率，进而减小EMI。

3)片子内部集成了脉冲前沿中断检测电路、输入欠压封锁电路、输出过压保护电路、关机自动恢复工作电路等保护电路，可以避免因各种故障引起的不良后果。

2.2 外部封装和引脚功能前两代产品都采用图1所示的TO－220或DIP/SMD－8的封装形式。

其中，后者可以根据引脚功能而简接成同TO－220封装一样的3个引脚的形式，即只有D（漏极）、S（源极）和C（控制极）简接成同TO－220封装一样的3个引脚的形式，即只有D（漏极）、S（源极）和C（控制极）三个功能引脚。

TOPSwitch系列三端离线式PWM开关译文

TOPSwitch系列三端离线式PWM开关TOPSwitch器件为三端单片开关电源, 是一种将PWM和MOSFET合二为一的新型集成芯片。

与普通线性稳压电源相比其优点为体积小、重量轻, 并且密度高、价格低; 采用它制作高频开关电源, 不仅简化了电路, 同时可以改善电源的电磁兼容性能, 且降低了制作成本。

TOPSwitch系列（仅用三个引脚）实现了离线开关式控制系统所必需的所有功能：带受控导通门驱动器的高压N沟道功率MOSFET ；集成了100KHz振荡器的电压模式PWM控制器；高压启动偏置电路；基准电压参考点；偏置并联稳压器/误差放大器用于环路补偿和故障保护电路。

相比离散的MOSFET和控制器或自振荡（RCC）开关转换器的解决方案，TOPSwitch集成电路可以降低总成本，元件数量，尺寸，重量同时提高了效率和系统的可靠性。

这些设备用于在0到100瓦（普通0到50瓦）范围内提供100/110/230伏离线电源和在0到150瓦范围提供230/277伏离线功率因数校正（PFC）功能。

图1 典型应用图2 功能块图脚功能描引述漏引脚输出MOSFET的漏极连接。

在启动过程中通过一个内置的开关高压电流源提供内部偏置电流，内部电流检测点。

控制引脚误差放大器和用于工作周期控制的反馈电流输入引脚。

内部并联稳压器在正常运行期间提供内部偏置电流。

关断触发脉冲输入。

它也可以用来作为电源旁路和自动重新启动/补偿电容连接点。

源极引脚MOSFET的电源输出接点。

一次侧电路的公共点，能量回馈和参考点。

图3 管脚排列TOPSwitch系列的功能描述图4 占空比与控制极引脚电流的关系TOPSwitch是一个具有开漏输出结构的自偏置和自我保护的线性频宽电流控制器。

CMOS 的使用和最大化的功能集成度使之更高效。

相比双极性或者离散解的方法CMOS 极大地减小了偏置电流。

它的集成性消除了用于电流检测和/或提供初始启动偏置电流的外部功率电阻器如图4所示，在正常运行期间，内部输出MOSFET的占空比随着控制极引脚电流的增大而呈线性减小。

TOP224P芯片简介

TOP224P芯片简介1引言美国TOPSWitch公司生产的第一代TOP开关芯片在开关电源的设计中已得到了广泛应用。

目前，该公司又最新推出了第二代开关芯片TOPSWitch-Ⅱ系列，与第一代TOP开关相比，性能有很大提高，AD/DC效率高达90%，并具有输出功率范围大，成本低，集成化程度高，电路设计简单等特点。

芯片内的许多电路都作了改进，使开关电源的设计更加容易。

本文应用的TOP224P 是TOPSWitch-Ⅱ系列中的芯片。

2TOP224P芯片简介2.1管脚介绍该芯片由漏极端、控制端、源极端三个管脚组成。

漏极端(DRAIN脚)与输出MOSFET漏极连接。

启动时，提供内部偏置电流，控制端(CONTROL脚)控制输出占空比，是误差放大器和反馈电流的输入端。

正常工作时，由内部并联稳压器提供内部偏置电流，也可以作电流旁路和自动启动/补偿电路电容的接点，源极端(SOURCE 脚)和输出MOSFET的源极连接，也是开关电源初级电路的公共点和参考点。

2.2芯片内部工作原理介绍芯片内部工作原理框图如图1所示。

该芯片由MOSFET.PWM控制器、高压启动电路环路补偿和故障保护电路等部分组成。

具体工作过程如下：在控制端环路振荡电路的控制下，漏极端有电流输入芯片提供开环输入，该输入通过并联稳压运放误差放大器时，由控制端进行闭环调整，改变IFB，经PWM控制MOSFET的输出占空比，最后达到动态平衡。

图1芯片内部工作原理框图2.3芯片功能特点介绍TOP224P是一个自编置、自保护的电流--占空比线性控制转换器。

由于采用CMOS工艺，转换效率与采用双集成电路和分立元件相比，偏置电流大大减少，省去了用于电流传导和提供启动偏置电流的外接电阻。

在正常工作时，内部MOSFET输出脉冲的占空比随着CONTROL脚电流的增加而线性减少。

TOP224P通过高压电流源的接通和断开，使控制电压VC保持在4.7-5.7V之间。

芯片内部电压都取自具有温度补偿的带隙基准电压，能产生可微调的温度补偿电流源，用来精确地调节振荡的频率和MOSFET的栅极驱动电流。

用TOP222P芯片的小开关电源模块

用TOP222P芯片的小开关电源模块文章来源：转载电子制作网文章作者：徐海发布时间：2006-10-10 字体：[大中小]作者徐海采用TOP222P芯片的小开关电源模块，交流输入电压为100～245V，双路直流输出（注1），最大直流输出分别为10v800mA(15v600mA)、5v800mA，长时间工作最大12W，峰值工作最大15W，电源效率70％～80％。

（注1：此电源模块的输出5v组带有稳压功能，另一组输出电压可设置：与“+”连接时为15v、与“0”连接时为10v）电压准确度4%（5v组+/-0.2V）电压调整率0.7%5V负载调整率1%10V负载调整率8%或15V负载调整率10%小电源模块尺寸：长46mm,宽28mm,高20mm小电源模块安置时可参照小电源模块安置图.gif注意事项：1.如果外置保险丝则必须等于300mA，否则内部的33/1W电阻将起到保险丝作用。

2.如有电磁兼容性要求，则需外接电源干扰抑制器。

点此处看清晰电路图点此处看清晰电路图小电源模块器件清单名称数量TOP222P芯片 1 EE19变压器 1 UF4007二极管 1PC817光耦 1 3.3UH磁珠 2 3.6稳压二极管 1471压敏电阻 1 10UF/400V电解 1102/1KV瓷片 1 470UF/25V电解 1470UF/25V电解 147UF/25V电解 1名称数量100UF/25V电解 1UF4004二极管 2IN4148二极管 1(可用UF40 04二极管代换)1N4007二极管 433/1W电阻 156K/0.25W电阻 110/0.25W电阻 1100/0.25W电阻 11K/0.25W电阻 13mmLED 1电路板 1如果您有不同的需要（如：电源稳压值或输出电流值等等），请与我们联系：你在使用我们的产品过程中有什么问题或建议，请与我们联系：xuhai777@ /dedec/html/edzk/2006/1010/395.htm电子实用技术BAS16封装形式: SOT-23类别:二极管- 小信号二极管类型: 单电流, If 平均: 200mA电压, Vrrm: 85V正向电压Vf 最大: 1V时间, trr 最大: 4ns电流, Ifs 最大: 4.5A工作温度度范围: -65°C ~ +150°C封装形式: SOT-23针脚数: 3SMD标号: A6s反向电流, Ir 最大值: 1μA封装类型: SOT-23应用代码: 高速总功率, Ptot: 370mW最大正向电流, If: 250mA正向电压, 于If: 1V电压Vbr: 75V电压Vr @ Ir测量: 75V电压, Vr 最高: 75V电流, If @ Vf: 50mA电流, Ifsm: 4.5A结温, Tj 最高: 150°C表面安装器件: 表面安装BAT54 bat54肖基特二极管300ma 30V 耐压值二极管类型:肖特基电流, If 平均:0.2A电压, Vrrm:30V正向电压Vf 最大:320mV时间, trr 最大:5ns电流, Ifs 最大:0.6A工作温度范围:-65°C to +150°C封装形式:SOT-23针脚数:3SMD标号:L4*封装类型:SOT-23正向电压, 于If:0.8V 电流, Ifsm:600mA结温, Tj 最高:125°C 表面安装器件:表面安装针脚配置:1A,2NC,3K封装：TO-252。

TOP开关电源芯片工作原理及应用电路资料

TOP开关电源芯片工作原理及应用电路1.什么叫TOP开关电源芯片TOP开关电源的芯片组是三端离线式脉宽调制单片开关集成电路TOP(ThreeterminalofflinePWM)的简称,TOP将PWM控制器与功率开关MOSFET合二为一封装在一起，。

采用TOP开关集成电路设计开关电源，可使电路大为简化，体积进一步缩小，成本也明显降低。

2.TOP开关结构及工作原理2.1 结构TOP开关集各种控制功能、保护功能及耐压700V的功率开关MOSFET 于一体，采用TO220或8脚DIP封装。

少数采用8脚封装的TOP开关，除D、C两引脚外，其余6脚实际连在一起，作为S端，故仍系三端器件。

三个引出端分别是漏极端D、源极端S和控制端C。

其中，D是内装MOSFET的漏极，也是内部电流的检测点，起动操作时，漏极端由一个内部电流源提供内部偏置电流。

控制端C控制输出占空比，是误差放大器和反馈电流的输入端。

在正常操作时，内部的旁路调整端提供内部偏置电流，且能在输入异常时，自动锁定保护。

源极端S是MOSFET的源极，同时是TOP开关及开关电源初级电路的公共接地点及基准点。

图1 为TOP开关电源芯片的内部结构电路图图1TOP开关内部工作原理框图2.2工作原理TOP包括10部分，其中Zc为控制端的动态阻抗，RE是误差电压检测电阻。

RA与CA构成截止频率为7kHz的低通滤波器。

主要特点是：（1）前沿消隐设计，延迟了次级整流二级管反向恢复产生的尖峰电流冲击；（2）自动重起动功能，以典型值为5％的自动重起动占空比接通和关断；（3）低电磁干扰性（EMI），TOP系列器件采用了与外壳的源极相连，使金属底座及散热器的dv/dt=0，从而降低了电压型控制方式与逐周期峰值电流限制;（4）电压型控制方式与逐周期峰值电流限制。

下面简要叙述一下：（1）控制电压源控制电压Uc能向并联调整器和门驱动极提供偏置电压，而控制端电流IC则能调节占空比。

控制端的总电容用Ct表示，由它决定自动重起动的定时，同时控制环路的补偿，Uc有两种工作模式，一种是滞后调节，用于起动和过载两种情况，具有延迟控制作用；另一种是并联调节，用于分离误差信号与控制电路的高压电流源。

top系列和高频变压器原理

TOPSWITCH芯片的工作原理及应用图3-1 典型的TOPSwitch单端反激式开关电源电路原理图开关电源因具有重量轻、体积小、效率高、稳压范围宽等优点，在电子电气、控制、计算机等许多领域的电子设备中得到了广泛的使用。

TOPSwitch〔Three-terminal Off-line PWM Switch〕单片开关电源是美国PI ( Power Integration ) 公司于上世纪90年代中期推出的新型高频开关电源芯片，被誉为"顶级开关电源"，它仅用了3个管脚就将脱线式开关电源所必需的具有高压N 沟道功率MOS场效应管、电压型PWM控制器、100kHz高频振荡器、高压启动偏置电路、基准电压、用于环路补偿的并联偏置调整器、误差放大器和故障保护功能块等全部集成在一起了。

采用TOPSwitch器件的开关电源与分立的MOSFET功率开关及PWM集成控制的开关电源相比，具有电路构造简洁、本钱低廉、性能稳定、制作及调试方便, 自保护完善等优点。

典型的TOPSwitch单端反激式开关电源电路原理图如图3-1所示。

第一节 TOPSwitch系列芯片工作原理图3-2是TOPSwitch芯片的内部构造图，TOPSwitch芯片是一个自偏置、自保护的电流--占空比线性控制转换器。

通常在控制极和源极之间，紧靠其管脚，并联一个外部旁路电容。

电源启动时，连接在漏极和源极之间的内部高压电流源向控制极充电，在RE两端产生压降，经RC滤波后，输入到PWM比较器的同相端，与振荡器产生的锯齿波电压相比较，产生脉宽调制信号并驱动MOSFET管，因此可通过控制极外接的电容充电过程来实现电路的软启动。

当控制极电压Uc到达5.7V时，内部高压电流源关闭，此时由反响控制电流向Uc供电。

在正常工作阶段，由外界电路构成电压负反响控制环，调节输出级MOSFET的占空比以实现稳压。

当输出电压升高时，Uc升高，采样电阻RE上的误差电压亦升高。

TOP243

TOP243TOPSwitch-GX®产品系列更具灵活性及更大功率高效节能的集成离线式开关ICTOP243特点降低系统成本，提高设计灵活性• 输出功率更大以适应更高功率的应用• 使用P/G封装时输出功率在34 W以下都无需散热器• 节约外围元件成本• 完全集成的缓启动电路降低了器件的应力及输出电压过冲• 外部电路实现精确的流限编程• 更宽的占空比实现更高的输出功率，同时可以使用更小尺寸的输入滤波电容• 在Y/R/F封装具有独立的输入线电压检测及流限编程引脚• 输入欠压(UV)检测可以防止关机时输出的不良波动• 输入过压(OV)关断电路提高了对输入浪涌的耐受力• 具有最大占空比(DCMAX)降低特点的线电压前馈抑制了工频纹波并在高输入电压时限制了最大占空比• 频率调制降低EMI及EMI滤波器成本• 在零负载时实现输出电压的稳压而无需假负载• 132 kHz频率调制降低变压器及电源的尺寸• Y/R/F封装在视频应用时可以选择半频工作• 迟滞热关断提供自动故障恢复功能• 热迟滞值较大，防止电路板过热EcoSmart —高效节能• 遥控关机模式下极低的功率消耗（在110VAC时消耗80mW;在230VAC时消160mW）• 频率随负载减轻而降低，提高待机效率• 通过网络／输入端口实现关机／唤醒功能TOP243概述TOPSwitch-GX采用与TOPSwitch 相同的拓扑电路，以高性价比将高压MOSFET、PWM控制器、故障自动保护功能及其它控制电路集成到一个硅片上。

TOPSwitch-GX还集成了多项新功能，可以降低系统成本，提高了设计灵活性及效率。

除标准的漏极、源极和控制极外，不同封装的TOPSwitch 还另有1至3个引脚，这些引脚根据不同封装形式，可以实现如下功能：线电压检测（过压／欠压，电压前馈／降低DCMAX)、外部精确设定流限、远程开／关控制、与外部较低频率的信号同步及频率选择(132 kHz/66 kHz)。