辽宁工学院 TOPSwitch的特点及设计时需注意的问题

摘要：对TOPSwitch的特点作了进一步的分析，并讲述了设计中如何求得一个最佳电感值的问题。

1引言

　　对于200W以下的开关电源，应用TOPSwitch与应用UC3842相比，所需的元器件要少得多，从而使电路简化，体积和重量进一步减小，成本降低。本文对TOPSwitch尚未见文献提及的某些特点及设计中需注意的问题提出一些见解。

2特点分析

　　（1）前沿消隐

　　次级整流电路中二极管反向恢复时产生的电流尖峰脉冲波形如图1所示。如果这个尖峰脉冲超过了漏极电流的最大值Ilim，就会导致开关脉冲提前结束。为了避免这种情况的出现，TOPSwitch系列器件中设有前沿消隐电路。实质上，它是一个延迟电路，即使限流比较器在输出MOSFET刚导通的一段很短的时间（一般为180ns）内不导通。

图1二极管反向恢复时电流尖峰

图2自动重起动波形

图3自动重起动时漏极电流波形

　　（2）自动重起动

　　TOPSwitch自动重起动时的起动波形如图2所示。可以看出，电源是按典型值为12.5％的自动重起动占空比接通和断开的，即8个充放电周期中只有一个周期工作。

　　其原因是：从产品的数据手册中，可以得到自动重起动的频率fR为1.2Hz,对应的自动重起动周期TR约为0.8s，而TOPSwitch的开关周期Tosc仅为10μs，也就是说一个自动重起动周期包括8×105多个开关周期。从而，我们可以得到一个自动重起动周期内的漏极电流波形如图3所示。其中Ilim增大的时间t=tLEB＋tILD，其中tLEB为前沿边缘消隐时间（典型值为180ns），tILD是限流延时（典型值为100ns）。从图3中可以看出，在一个自动重起动周期内，I会无限增大，这是因为由e=L·di/dt可解得i=te/L＋ioff。如果I的值足够大，就会造成输出MOSFET所承受的重复冲击应力过大而击穿，这是不允许的。所以，TOPWwitch要求其自动重起动只在很短的一段时间内工作，一般取典型值为12.5％的自动重起动占空比，以减少重复冲击应力的次数。

图4PWM比较器