TOPSwitch GX系列第四代單片開關(guān)電源的原理分析

進一步分析可知，開關(guān)損耗是由片內(nèi)功率開關(guān)管MOSFET的電容損耗和開關(guān)交疊損耗這兩部分構(gòu)成的。這里講的電容損耗亦稱CV2f損耗，它是指儲存在MOSFET輸出電容和高頻變壓器分布電容上的電能，要在每個開關(guān)周期開始時被泄放掉而產(chǎn)生的損耗。交疊損耗則是由于MOSFET存在開關(guān)時間而產(chǎn)生的。在MOSFET的通／斷過程中，有效的電壓和電流同時加到MOSFET上的時間很短，而MOSFET的開關(guān)交疊時間較長，這勢必造成功率損耗。單片開關(guān)電源內(nèi)部加有很小的米勒（Miller）電容，使得MOSFET的開關(guān)速度更快，其交疊損耗僅為分立開關(guān)電源的1/10左右，可忽略不計。但是，由TOPSwitchGX構(gòu)成的開關(guān)電源在額定輸出功率下，MOSFET的電容損耗仍占總功耗的7％左右，這是不容忽視的問題。特別當(dāng)開關(guān)電源的負載很輕時，電容損耗在總功耗中所占份額還會進一步增加。因此，輕載時令TOPSwitchGX處于低頻開關(guān)狀態(tài)，這對于降低MOSFET的電容損耗至關(guān)重要。

3.2內(nèi)部極限電流與外部可編程極限電流

TOPSwitchGX的漏極極限電流，既可由內(nèi)部設(shè)定，亦可從外部設(shè)定。這是它與TOPSwitch并虻牧硪幌災(zāi)區(qū)別。其內(nèi)部自保護極限電流ILIMIT的最小值、典型值和最大值見表3，測試條件為芯片結(jié)溫TJ=25℃。ILIMIT會隨環(huán)境溫度的升高而增大。TOPSwitchGX在每個開關(guān)周期內(nèi)都要檢測MOSFET漏蒼醇導(dǎo)通電阻RDS(ON)上的漏極峰值電流ID(PK)。當(dāng)ID(PK)>ILIMIT時，過流比較器就輸出高電平，依次經(jīng)過觸發(fā)器、主控門和驅(qū)動級，將MOSFET關(guān)斷，起到過流保護作用。將TOPSwitchGX與TOPSwitch并蚪行比較后不難發(fā)現(xiàn)，TOPSwitchGX的極限電流容許偏差要小得多。例如TOP223P/Y的容差為1.00±0.1A，相對偏差達(±0.1/1.00)×100％=±10％。而TOP244P/G的容差為1.00±0.07A，相對偏差減小到(±0.07/1.00)×100％=±7％。這表明，用TOP244P/G代替TOP223P/Y來設(shè)計開關(guān)電源時，由于TOP244P/G不需要留出過多的極限電流余量并且它把最大占空比提高到78％（TOPSwitch并蚪鑫67％），因此在相同的輸入功率／輸出電壓條件下，TOPSwitchGX要比同類TOPSwitch并虻氖涑齬β矢叱10％～15％，并且還能降低外圍元件的成本。

為方便用戶使用，也可從外部通過改變極限電流設(shè)定端（X）的流出電流IX（用負值表示，單位是μA），來設(shè)定極限電流I′LIMIT值。I′LIMIT的設(shè)定范圍是（30％

～100％）·ILIMIT。

表3內(nèi)部自保護極限電流值

3.3遠程通／斷

TOPSwitchGX是通過改變線路檢測端流入（或流出）電流IX的大小及方向，來控制開關(guān)電源通、斷狀態(tài)的。線路檢測端內(nèi)部還增加了開啟電壓為1V的電壓比較器，此開啟電壓可用于遠程通／斷控制。對于P/G封裝的芯片，把晶體管或光耦合器的輸出接到多功能端（M）與源極（S）之間，就用正邏輯信號（高電平）起動開關(guān)電源，加低電平信號則關(guān)斷；而接在多功能端與控制端（C）之間，就改用負邏輯信號（低電平）起動開關(guān)電源，加高電平則關(guān)斷。對于Y封裝的芯片，將晶體管或光耦的輸出分別接極限電流設(shè)定端（X）、線路檢測端（L），亦可對開關(guān)電源的通／斷進行遙控。