遼寧工學(xué)院 TOPSwitch的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)時(shí)需注意的問題

摘要：對(duì)TOPSwitch的特點(diǎn)作了進(jìn)一步的分析，并講述了設(shè)計(jì)中如何求得一個(gè)最佳電感值的問題。

1引言

　　對(duì)于200W以下的開關(guān)電源，應(yīng)用TOPSwitch與應(yīng)用UC3842相比，所需的元器件要少得多，從而使電路簡(jiǎn)化，體積和重量進(jìn)一步減小，成本降低。本文對(duì)TOPSwitch尚未見文獻(xiàn)提及的某些特點(diǎn)及設(shè)計(jì)中需注意的問題提出一些見解。

2特點(diǎn)分析

　　（1）前沿消隱

　　次級(jí)整流電路中二極管反向恢復(fù)時(shí)產(chǎn)生的電流尖峰脈沖波形如圖1所示。如果這個(gè)尖峰脈沖超過了漏極電流的最大值Ilim，就會(huì)導(dǎo)致開關(guān)脈沖提前結(jié)束。為了避免這種情況的出現(xiàn)，TOPSwitch系列器件中設(shè)有前沿消隱電路。實(shí)質(zhì)上，它是一個(gè)延遲電路，即使限流比較器在輸出MOSFET剛導(dǎo)通的一段很短的時(shí)間（一般為180ns）內(nèi)不導(dǎo)通。

圖1二極管反向恢復(fù)時(shí)電流尖峰

圖2自動(dòng)重起動(dòng)波形

圖3自動(dòng)重起動(dòng)時(shí)漏極電流波形

　?。?）自動(dòng)重起動(dòng)

　　TOPSwitch自動(dòng)重起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)波形如圖2所示?？梢钥闯觯娫词前吹湫椭禐?2.5％的自動(dòng)重起動(dòng)占空比接通和斷開的，即8個(gè)充放電周期中只有一個(gè)周期工作。

　　其原因是：從產(chǎn)品的數(shù)據(jù)手冊(cè)中，可以得到自動(dòng)重起動(dòng)的頻率fR為1.2Hz,對(duì)應(yīng)的自動(dòng)重起動(dòng)周期TR約為0.8s，而TOPSwitch的開關(guān)周期Tosc僅為10μs，也就是說一個(gè)自動(dòng)重起動(dòng)周期包括8×105多個(gè)開關(guān)周期。從而，我們可以得到一個(gè)自動(dòng)重起動(dòng)周期內(nèi)的漏極電流波形如圖3所示。其中Ilim增大的時(shí)間t=tLEB＋tILD，其中tLEB為前沿邊緣消隱時(shí)間（典型值為180ns），tILD是限流延時(shí)（典型值為100ns）。從圖3中可以看出，在一個(gè)自動(dòng)重起動(dòng)周期內(nèi)，I會(huì)無限增大，這是因?yàn)橛蒭=L·di/dt可解得i=te/L＋ioff。如果I的值足夠大，就會(huì)造成輸出MOSFET所承受的重復(fù)沖擊應(yīng)力過大而擊穿，這是不允許的。所以，TOPWwitch要求其自動(dòng)重起動(dòng)只在很短的一段時(shí)間內(nèi)工作，一般取典型值為12.5％的自動(dòng)重起動(dòng)占空比，以減少重復(fù)沖擊應(yīng)力的次數(shù)。

圖4PWM比較器