350V的MOSFET,TOP200~TOP204/TOP214采用的是700V的MOSFET,故后者能在输入电压更高、系统功率更大的应用中使用。两组器件的内部结构完全相同,均如图1所示。
TOP100~TOP104和TOP200~TOP204/TOP214采用图2(a)所示3脚的TO220封装,管脚定义如下: 漏极——连接内部MOSFET的漏极,在起动时,通过内部高压开关电流源提供内部偏置电流。
源极——连接内部MOSFET的源极,是初级电路的公共点,电源回流和基准点。
控制极——误差放大电路和反馈电流的输入端。在正常工作时,由内部并联调整器提供内部偏流。系统关闭时,可激发输入电流,同时也是提供旁路、自动重起和补偿功能的电容连接点。
值得注意的是,TOP209/TOP210还特别为小功率备用电源应用作了优化,弥补了TOPSwitch系列在这一类应用中的不足。应用TOP209可以设计出性价比更高的开关电源,可为绿色或节能产品,如个人电脑、监视器、UPS、复印机、传真机提供备用电源,还可在诸如电视、家用电器、工业控制器和个人电脑等产品中应用。
TOP209/TOP210内部结构和TOP100~TOP104和TOP200~TOP204/TOP214的内部结构相比只有细微的差别。不过,TOP209/TOP210采用的是8脚DIP封装方式,如图2(b)所示。
1997年,美国功率集成公司又推出了TOP
图1TOPSwitch系列器件内部结构图
(a)TO220封装(b)DIP8封装
图2TOPSwitch器件管脚
图3TOPSwitch并蛳盗衅骷内部结构图
Switch并蛳盗衅骷。TOPSwitch并蛳盗衅骷同TOPSwitch系列器件相比,内电路作了许多改进,器件对于电路板布局以及输入总线瞬变的敏感性大大减少,故设计更为方便,性能又有了增强,性能价格比更高。与TOPSwitch系列器件相比,TOPSwitch并蛳盗衅骷在输入电压为100V、115V或230VAC时,系统功率从(0~100)W提高到(0~150)W,在三种电压下均可工作时,系统的功率从(0~50)W提高到(0~90)W,从而使得TOPSwitch并蚱骷可在如电视、监视器以及音频放大器等许多新的应用范围内使用。
TOPSwitch并蛳盗衅骷包括TOP221~TOP227,其内部结构如图3所示。美国功率集成公司为TOPSwitch并蚱骷提供了多种封装方式,其中8脚的PDIP封装方式内部的引线框,可使用6个管脚将热量直接从芯片传送到电路板上,从而节省了使用散热器的成本。
3TOPSwitch器件在不同功率变换拓扑结构中的应用
TOPSwitch系列器件可在降压型、升压型、正激和反激式功率变换电路中使用。
31降压型(BUCK)功率变换电路
TOPSwitch器件在降压型功率变换电路中的使用如图4(a)所示。降压型功率变换电路是最简单的PWM型DC/DC功率变换电路,动态特性较好。但是,降压型功率变换电路的缺点是输入电流为脉动的,极易产生电磁干扰;稳态电压比小于1,故只能降压不能升压,且只能提供单个输出,不能提供多路输出。
32升压型(BOOST)功率变换电路
TOPSwitch器件在升压型功率变换电路中的使用如图4(b)所示。同降压型功率变换电路相比,升压型功率变换电路输入电流是连续的,输入源的电磁干扰减轻了。但是升压型功率变换电路输出侧电流是脉动的,输出纹波较大;升压型功率变换电路只能升压而不能降压;同样只能提供单个输出,不能提供多路输出。
33正激式(FORWARD)功率变换电路
TOPSwitch系列器件在正激式功率变换电路中的应用如图4(c)所示。正激式功率变换电路是具有直流隔离的降压型功率变换电路。由于加入了变压器,正激式功率变换电路不但实现了输入和输出的直流隔离,而且不再受降压型功率变换电路输出电压小于输入电压的限制,并可提供多路电压输出。
34反激式(FEEDBACK)功率变换电路
TOPSwitch系列器件在反激式功率变换电路中的应用如图4(d)所示。反激式功率变换电路同样具有直流隔离功能。反激式功率变换电路中的变压器,除
图4TOPSwtich在不同拓扑结构的功率变换电路中的应用
(a)BUCK(b)BOOST(c)FORWARD(d)FEEDBACK
了起隔离作用之外,还具有储能的功能。理想情况下,初级和次级线圈中不会同时有电流存在。反激式功率变换电路输出电压不受输入电压的限制,亦可提供多路电压输出。
在设计脱线、隔离式开关电源时,图4(d)所示反激式功率变换电路相对而言是一个最优的选择。
出于安全性的考虑,脱线式功率变换电路一定要用变压器将初、次级相互隔离。此外,大多数功率变换电路还需要电感来存储能量并作为输出脉宽调制波形的低通滤波器。反激式功率变换电路则不需要额外的电感,因为电路中的变压器可同时实现直流隔离、能量存储和电压转换的功能,所以相对于其他隔离式功率变换电路,反激式变换电路的元器件数目,