新型开关芯片TOP224P在开关电源中的应用

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。

　　2　TOP224P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。振荡器额定频率选为100KHz，可降低EMI，提高电源的效率。栅极驱动电流可逐周限流微调，从而提高精度。

　　此外，该芯片还有关断/自动重新启动、过热保护等自身保护功能。

　　3　TOP224P在双路输出开关电源设计中的应用

　　3.1　开关电源电路及工作原理

　　以+5V、+12V、20W双路输出开关电源为例，电路图如图2所示。

图220W双路输出开关电源电路图