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TOPSwitch-Ⅱ的管腳排列如圖所示。它有三種封裝形式。其中，TO-220封裝自帶小散熱板，屬于典型的三端器件。其外形與7800系列三端線性穩壓器相同。DIP--8封裝和SMD-8封裝各有8個引腳，但均可簡化成3個；二者的區別是DIP-8可配8腳IC插座,SMD-8則為表面貼片，不需要打孔焊接。 TOPSwitch-Ⅱ的3個管腳分別為控制端C(Con— trol)、源極S(Source)、漏極D(Drain)。其中，控制端的作用有4個： (1)利用控制電流Ic的大小來調節占空比 D，當Ic從6.0mA減到2.0mA時，D就由1.7％增至67％，比例系數(即脈寬調制增益)為 K=ΔD/ ΔC=(1.7％-67％)/ 6.0mA-2.0mA=-16.3％mA≈-16％mA (2)與內部并聯調整器／誤差放大器相連，能為芯片提供正常工作所需的偏流； (3)該端還作為電源支路和自動重啟/補償電容的連接點，通過外接旁路電容來決定自動重啟動的頻率； (4)對控制回路進行補償。 控制電壓Uc的典型值應為5.7V，極限電壓UCM=9V，控制端的最大允許電流，ICM=100mA。漏極與片內功率開關管的漏極連通，漏一源擊穿電壓U(BR)DS≥700V。源極S則接內部功率開關管的源極，還與小散熱片接通(僅對TO--220封裝而言)，作為初級電路的公共地。對于DIP-8和SMD-8封裝，都設計了6個S端，它們在內部是連通的。區別只是左邊的3個S端作為信號地接旁路電容的負極，右邊的3個S端則稱為高壓返回端(HV RTN)，即功率地。安裝印刷板時應將它們焊到地線區域的不同位置上，這樣即可避免大電流通過功率地線所形成的壓降對控制端產生的干擾。 TOPSwitch-Ⅱ的內部框圖如下圖所示，主要包括10個部分：(1)控制電壓源；(2)帶隙基準電壓源；(3)振蕩器；(4)并聯調整器／誤差放大器；(5)脈寬調制器；(6)門驅動級和輸出級；(7)過流保護電路；(8)過熱保護及上電復位電路；(9)關斷／自動重啟動電路；(10)高壓電流源。圖中，Zc為控制端的動態阻抗；RE為誤差電壓檢測電阻；RA與CA構成截止頻率為7kHz的低通濾波器。TOPSwitch--Ⅱ的基本原理是利用反饋電流Ic來調節占空比D，從而達到穩壓的目的。 TOPSwitch-Ⅱ系列產品具有以下顯著著特點： (1)將脈寬制(PWM)控制系統的全部功能集成到三端芯片中。內含脈寬調制器、功率開關場效應管(MOSFET)、自動偏值電路、保護電路、高壓啟動電路和環路補償電路，通過高頻變壓器使輸出端與電網完全隔離，真正實現了無工頻變壓器、隔離、反激式開關電源的單片集成化，使用安全可靠。由于采用CMOS電路，使器件功耗顯著降低。它不需要外接大功率的過流檢測電阻，外部也不必擔供啟動時的偏值電流。 (2)它屬于漏極開路輸出并且利用電流來線性調節占空比的AC/DC電源變換器，即電流控制型開關電源。 (3)輸入交流電壓和頻率的范圍極寬。作固定電壓輸入時可選110V/115V/230V交流電，允許變化±15%；在寬范圍電壓輸入時，適配85"265V交流電，但POM值要比前者降低40%，這是因為后者的工作條件更為苛刻，必須對輸出功率加以限制。輸入頻率范圍是47"440HZ。以由TOP223Y構成的開關電源模塊為例，其電壓調整率(又稱線性調整率)SV=±0.7%，負載調整率(亦稱電流調整率)S1=±1.1%(均為典型值)。若采用光耦反饋式并且外接由可調式精密并聯穩壓器TL431構成的誤差放大器，則SV、S1分別可以達到±0.2%。 (4)TOPSwitch-Ⅱ只有三個引出端，可以同三端線性集成穩壓器相媲美，能以最簡方式構成無工頻變壓器的反激式開關電源。為完成多種控制、偏值及保護功能，其控制端屬于多功能引出端，實現了一腳多用。它具有連續和不連續兩種工作模式。反饋電路有4種基本類型，能構成各種普通型或精密型開關電源。 (5)開關頻率的典型值為100KHZ，允許范圍是90"110KHZ，占空比調節范圍是1.7%"67%。 (6)外圍電路簡單，成本低廉。外部僅需整流濾波器、高頻變壓器、漏極鉗位保護電路、反饋電路和輸出電路。由 TOPSwitch-Ⅱ構成5W以上的開關電源，在成本上可與相同功率的線性集成穩壓電源相競爭。 (7)電源效率高。由于芯片本身功耗很低，電源效率可達80%左右，最高能達到90%，因此被譽為“綠色”(節能型)電源。 (8)若將它配以低壓差線性集成穩壓器，則可構成一種新型復合式開關電源，既保留了開關電源體積小、效率高之優點，又具有線性穩壓電源穩定性好、紋波電壓低等優良特性。此外，它還適配L4960/L4970A系列可調式單片關式集成穩壓器，組成電壓連續可調、大電流輸出的復合式開關電源。 (9)采用這種芯片能夠降低開關電源所產生的電磁干擾(EMI)。 (10)其工作溫度范圍是0"70℃，芯片最高結溫TJM=135℃。 附表 TOPSwitch-Ⅱ的產品分類及最大輸出功率POM |
