TOP250y在大功率开关电源中的应用
发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:491
王文廷
摘要：介绍了top250y在大功率开关电源中的应用，论述了top250y 开关电源的基本工作原理，重点分析了关键电路参数的设计方法，并给出了设计实例和试验结果。
关键词： topswitch；大功率；开关电源
引 言
topswitch电源技术是近年来迅速发展的一种开关电源技术，因其在体积、效率和可靠性等方面的优势，目前在通信、计算机和家用电器等众多领域中得到了非常广泛的应用。但由于前几代topswitch遍存在输出功率受限的不足之处，使其在要求有较大输出功率的电源应用中受到很大的限制。针对这种情况， power integrations公司推出了topswitch的第四代单芯片高压ic系列： topswitch-gx系列。
topswitch-gx单芯片高压ic 系列将高压功率mosfet、pwm控制、故障保护和其他控制电路等高性价比地集成在单片cmos芯片上。其内建特性包括用于在启动时消除过冲和降低元件应力的软启动、减小emi 的频率抖动、欠压保护和过压保护、可编程限流等优异特性。
与topswitch-gx系列其它产品一样，因为其采用了单芯片控制的设计理念，而且top250y只有很少的三四个外围元器件，这就使得相同设计的电源尺寸更小、待机效率更高、系统成本更低，并保持了用途广泛和设计简单的特色，使电源设计能为290w以下的应用创造出高性价比的方案。
本文具体分析了top250y开关电源的工作原理，并详细介绍了top250y型芯片在大功率开关电源应用中关键电路参数的设计方法，并给出了设计实例。该实例中电源最大输出功率达到了288 w，对单芯片topswitch在大功率开关电源领域内的应用研究具有指导意义。
top250y开关电源的基本原理
top250y型芯片有六个管脚：d、s、c、f、x、l，简单的to220-7c 封装外形简图如图1所示。
图1 top250y封装外形图
图1各管脚功能如下：
漏极管脚(d)：高压功率mosfet漏极输出。控制管脚(c)：用于调节占空比的误差放大器与电流输入脚。
源极管脚(s)：将其连接至输出mosfet源极时可得到高压功率回馈。
电压检测管脚(l)：具有欠压保护、过压保护、减少dmax的线性前馈及远程开关等功能。外部限流管脚(x)：用于外部电流限制值设置的输入脚。
频率管脚(f)：用于选择开关频率的输入脚。由top250y构成288w(24v/12a)大功率高效开关电源的电路如图2所示。
图2 由top250y构成的开关电源电路
其交流输入电压范围是交流176～264v ，满载时电源效率可达86%。交流电压ui 依次经过电磁干扰(emi) 滤波器(c1，l1)、输入整流滤波器(v1，c2) 获得直流高压。直流高压经过r1 后接n1 的l端，为top250y提供电压前馈信号，实现过压保护、欠压保护以及使电源随输入电压改变dmax功能。这里将n1的x 脚接地，使top250y 工作在最大占空比，因此，即使在宽范围输入时，电源也能达到最大连续输出功率pom=290w。将n1的f脚接地，使top250y工作在较高的132khz频率上，采用这种设计方法允许高频变压器选用尺寸较小的磁芯，并防止出现磁饱和现象。
次级电压经过v5，c8～c11，l2和c12整流滤波后，获得+ 24v/12a的稳压输出。c8～c11滤除纹波电压，l2和c12则用来消除开关噪声。该电源采用一个简单的串联稳压管方式的光耦反馈电路。e1为4n25型线性光耦合器。v7和v8分别采用1n963 和1n962 型稳压管。其稳压原理如下：当由于某种原因致使输出电压uo↑，所产生的误差电压使e1中led的if↑，光耦接收管的ie↑，使得n1 控制端电流ic↑，而占空比d ↓，导致uo↓，从而实现了稳压目的。反之， uo↓→i f↓→i e↓→ic↓→d↑→uo↑，同样起到稳压作用。
当开关电源空载时，top250y能采用跳过周期的方式极大地降低最大输出占空比，使得dmax<2%。因此，在输出端无须接假负载，这样还可降低空载或待机状态下的功耗。
v6和c14为次级提供软启动，c14为软启动电容，能消除刚接通电源时产生的电压过冲现象，使反馈绕组提供给n1的c脚电压先于输出电压，这样就保证了即使在低输入电压和满载情况下，也能使输出电压在启动时正常调整。电阻r5和电容c13构成控制环路补偿电路。
反馈绕组电压经过v4和c5整流滤波后，产生12 v的反馈电压，经过e1 给top250y 的控制端提供偏压。c4 是旁路电容，它还与r3 和c3 构成控制环路的补偿电路。
齐纳箝位管v2、超快速二极管v3、电阻r2
关键词： topswitch；大功率；开关电源
引 言
topswitch电源技术是近年来迅速发展的一种开关电源技术，因其在体积、效率和可靠性等方面的优势，目前在通信、计算机和家用电器等众多领域中得到了非常广泛的应用。但由于前几代topswitch遍存在输出功率受限的不足之处，使其在要求有较大输出功率的电源应用中受到很大的限制。针对这种情况， power integrations公司推出了topswitch的第四代单芯片高压ic系列： topswitch-gx系列。
topswitch-gx单芯片高压ic 系列将高压功率mosfet、pwm控制、故障保护和其他控制电路等高性价比地集成在单片cmos芯片上。其内建特性包括用于在启动时消除过冲和降低元件应力的软启动、减小emi 的频率抖动、欠压保护和过压保护、可编程限流等优异特性。
与topswitch-gx系列其它产品一样，因为其采用了单芯片控制的设计理念，而且top250y只有很少的三四个外围元器件，这就使得相同设计的电源尺寸更小、待机效率更高、系统成本更低，并保持了用途广泛和设计简单的特色，使电源设计能为290w以下的应用创造出高性价比的方案。
本文具体分析了top250y开关电源的工作原理，并详细介绍了top250y型芯片在大功率开关电源应用中关键电路参数的设计方法，并给出了设计实例。该实例中电源最大输出功率达到了288 w，对单芯片topswitch在大功率开关电源领域内的应用研究具有指导意义。
top250y开关电源的基本原理
top250y型芯片有六个管脚：d、s、c、f、x、l，简单的to220-7c 封装外形简图如图1所示。
图1 top250y封装外形图
图1各管脚功能如下：
漏极管脚(d)：高压功率mosfet漏极输出。控制管脚(c)：用于调节占空比的误差放大器与电流输入脚。
源极管脚(s)：将其连接至输出mosfet源极时可得到高压功率回馈。
电压检测管脚(l)：具有欠压保护、过压保护、减少dmax的线性前馈及远程开关等功能。外部限流管脚(x)：用于外部电流限制值设置的输入脚。
频率管脚(f)：用于选择开关频率的输入脚。由top250y构成288w(24v/12a)大功率高效开关电源的电路如图2所示。
图2 由top250y构成的开关电源电路
其交流输入电压范围是交流176～264v ，满载时电源效率可达86%。交流电压ui 依次经过电磁干扰(emi) 滤波器(c1，l1)、输入整流滤波器(v1，c2) 获得直流高压。直流高压经过r1 后接n1 的l端，为top250y提供电压前馈信号，实现过压保护、欠压保护以及使电源随输入电压改变dmax功能。这里将n1的x 脚接地，使top250y 工作在最大占空比，因此，即使在宽范围输入时，电源也能达到最大连续输出功率pom=290w。将n1的f脚接地，使top250y工作在较高的132khz频率上，采用这种设计方法允许高频变压器选用尺寸较小的磁芯，并防止出现磁饱和现象。
次级电压经过v5，c8～c11，l2和c12整流滤波后，获得+ 24v/12a的稳压输出。c8～c11滤除纹波电压，l2和c12则用来消除开关噪声。该电源采用一个简单的串联稳压管方式的光耦反馈电路。e1为4n25型线性光耦合器。v7和v8分别采用1n963 和1n962 型稳压管。其稳压原理如下：当由于某种原因致使输出电压uo↑，所产生的误差电压使e1中led的if↑，光耦接收管的ie↑，使得n1 控制端电流ic↑，而占空比d ↓，导致uo↓，从而实现了稳压目的。反之， uo↓→i f↓→i e↓→ic↓→d↑→uo↑，同样起到稳压作用。
当开关电源空载时，top250y能采用跳过周期的方式极大地降低最大输出占空比，使得dmax<2%。因此，在输出端无须接假负载，这样还可降低空载或待机状态下的功耗。
v6和c14为次级提供软启动，c14为软启动电容，能消除刚接通电源时产生的电压过冲现象，使反馈绕组提供给n1的c脚电压先于输出电压，这样就保证了即使在低输入电压和满载情况下，也能使输出电压在启动时正常调整。电阻r5和电容c13构成控制环路补偿电路。
反馈绕组电压经过v4和c5整流滤波后，产生12 v的反馈电压，经过e1 给top250y 的控制端提供偏压。c4 是旁路电容，它还与r3 和c3 构成控制环路的补偿电路。
齐纳箝位管v2、超快速二极管v3、电阻r2
王文廷
摘要：介绍了top250y在大功率开关电源中的应用，论述了top250y 开关电源的基本工作原理，重点分析了关键电路参数的设计方法，并给出了设计实例和试验结果。
关键词： topswitch；大功率；开关电源
引 言
topswitch电源技术是近年来迅速发展的一种开关电源技术，因其在体积、效率和可靠性等方面的优势，目前在通信、计算机和家用电器等众多领域中得到了非常广泛的应用。但由于前几代topswitch遍存在输出功率受限的不足之处，使其在要求有较大输出功率的电源应用中受到很大的限制。针对这种情况， power integrations公司推出了topswitch的第四代单芯片高压ic系列： topswitch-gx系列。
topswitch-gx单芯片高压ic 系列将高压功率mosfet、pwm控制、故障保护和其他控制电路等高性价比地集成在单片cmos芯片上。其内建特性包括用于在启动时消除过冲和降低元件应力的软启动、减小emi 的频率抖动、欠压保护和过压保护、可编程限流等优异特性。
与topswitch-gx系列其它产品一样，因为其采用了单芯片控制的设计理念，而且top250y只有很少的三四个外围元器件，这就使得相同设计的电源尺寸更小、待机效率更高、系统成本更低，并保持了用途广泛和设计简单的特色，使电源设计能为290w以下的应用创造出高性价比的方案。
本文具体分析了top250y开关电源的工作原理，并详细介绍了top250y型芯片在大功率开关电源应用中关键电路参数的设计方法，并给出了设计实例。该实例中电源最大输出功率达到了288 w，对单芯片topswitch在大功率开关电源领域内的应用研究具有指导意义。
top250y开关电源的基本原理
top250y型芯片有六个管脚：d、s、c、f、x、l，简单的to220-7c 封装外形简图如图1所示。
图1 top250y封装外形图
图1各管脚功能如下：
漏极管脚(d)：高压功率mosfet漏极输出。控制管脚(c)：用于调节占空比的误差放大器与电流输入脚。
源极管脚(s)：将其连接至输出mosfet源极时可得到高压功率回馈。
电压检测管脚(l)：具有欠压保护、过压保护、减少dmax的线性前馈及远程开关等功能。外部限流管脚(x)：用于外部电流限制值设置的输入脚。
频率管脚(f)：用于选择开关频率的输入脚。由top250y构成288w(24v/12a)大功率高效开关电源的电路如图2所示。
图2 由top250y构成的开关电源电路
其交流输入电压范围是交流176～264v ，满载时电源效率可达86%。交流电压ui 依次经过电磁干扰(emi) 滤波器(c1，l1)、输入整流滤波器(v1，c2) 获得直流高压。直流高压经过r1 后接n1 的l端，为top250y提供电压前馈信号，实现过压保护、欠压保护以及使电源随输入电压改变dmax功能。这里将n1的x 脚接地，使top250y 工作在最大占空比，因此，即使在宽范围输入时，电源也能达到最大连续输出功率pom=290w。将n1的f脚接地，使top250y工作在较高的132khz频率上，采用这种设计方法允许高频变压器选用尺寸较小的磁芯，并防止出现磁饱和现象。
次级电压经过v5，c8～c11，l2和c12整流滤波后，获得+ 24v/12a的稳压输出。c8～c11滤除纹波电压，l2和c12则用来消除开关噪声。该电源采用一个简单的串联稳压管方式的光耦反馈电路。e1为4n25型线性光耦合器。v7和v8分别采用1n963 和1n962 型稳压管。其稳压原理如下：当由于某种原因致使输出电压uo↑，所产生的误差电压使e1中led的if↑，光耦接收管的ie↑，使得n1 控制端电流ic↑，而占空比d ↓，导致uo↓，从而实现了稳压目的。反之， uo↓→i f↓→i e↓→ic↓→d↑→uo↑，同样起到稳压作用。
当开关电源空载时，top250y能采用跳过周期的方式极大地降低最大输出占空比，使得dmax<2%。因此，在输出端无须接假负载，这样还可降低空载或待机状态下的功耗。
v6和c14为次级提供软启动，c14为软启动电容，能消除刚接通电源时产生的电压过冲现象，使反馈绕组提供给n1的c脚电压先于输出电压，这样就保证了即使在低输入电压和满载情况下，也能使输出电压在启动时正常调整。电阻r5和电容c13构成控制环路补偿电路。
反馈绕组电压经过v4和c5整流滤波后，产生12 v的反馈电压，经过e1 给top250y 的控制端提供偏压。c4 是旁路电容，它还与r3 和c3 构成控制环路的补偿电路。
齐纳箝位管v2、超快速二极管v3、电阻r2
关键词： topswitch；大功率；开关电源
引 言
topswitch电源技术是近年来迅速发展的一种开关电源技术，因其在体积、效率和可靠性等方面的优势，目前在通信、计算机和家用电器等众多领域中得到了非常广泛的应用。但由于前几代topswitch遍存在输出功率受限的不足之处，使其在要求有较大输出功率的电源应用中受到很大的限制。针对这种情况， power integrations公司推出了topswitch的第四代单芯片高压ic系列： topswitch-gx系列。
topswitch-gx单芯片高压ic 系列将高压功率mosfet、pwm控制、故障保护和其他控制电路等高性价比地集成在单片cmos芯片上。其内建特性包括用于在启动时消除过冲和降低元件应力的软启动、减小emi 的频率抖动、欠压保护和过压保护、可编程限流等优异特性。
与topswitch-gx系列其它产品一样，因为其采用了单芯片控制的设计理念，而且top250y只有很少的三四个外围元器件，这就使得相同设计的电源尺寸更小、待机效率更高、系统成本更低，并保持了用途广泛和设计简单的特色，使电源设计能为290w以下的应用创造出高性价比的方案。
本文具体分析了top250y开关电源的工作原理，并详细介绍了top250y型芯片在大功率开关电源应用中关键电路参数的设计方法，并给出了设计实例。该实例中电源最大输出功率达到了288 w，对单芯片topswitch在大功率开关电源领域内的应用研究具有指导意义。
top250y开关电源的基本原理
top250y型芯片有六个管脚：d、s、c、f、x、l，简单的to220-7c 封装外形简图如图1所示。
图1 top250y封装外形图
图1各管脚功能如下：
漏极管脚(d)：高压功率mosfet漏极输出。控制管脚(c)：用于调节占空比的误差放大器与电流输入脚。
源极管脚(s)：将其连接至输出mosfet源极时可得到高压功率回馈。
电压检测管脚(l)：具有欠压保护、过压保护、减少dmax的线性前馈及远程开关等功能。外部限流管脚(x)：用于外部电流限制值设置的输入脚。
频率管脚(f)：用于选择开关频率的输入脚。由top250y构成288w(24v/12a)大功率高效开关电源的电路如图2所示。
图2 由top250y构成的开关电源电路
其交流输入电压范围是交流176～264v ，满载时电源效率可达86%。交流电压ui 依次经过电磁干扰(emi) 滤波器(c1，l1)、输入整流滤波器(v1，c2) 获得直流高压。直流高压经过r1 后接n1 的l端，为top250y提供电压前馈信号，实现过压保护、欠压保护以及使电源随输入电压改变dmax功能。这里将n1的x 脚接地，使top250y 工作在最大占空比，因此，即使在宽范围输入时，电源也能达到最大连续输出功率pom=290w。将n1的f脚接地，使top250y工作在较高的132khz频率上，采用这种设计方法允许高频变压器选用尺寸较小的磁芯，并防止出现磁饱和现象。
次级电压经过v5，c8～c11，l2和c12整流滤波后，获得+ 24v/12a的稳压输出。c8～c11滤除纹波电压，l2和c12则用来消除开关噪声。该电源采用一个简单的串联稳压管方式的光耦反馈电路。e1为4n25型线性光耦合器。v7和v8分别采用1n963 和1n962 型稳压管。其稳压原理如下：当由于某种原因致使输出电压uo↑，所产生的误差电压使e1中led的if↑，光耦接收管的ie↑，使得n1 控制端电流ic↑，而占空比d ↓，导致uo↓，从而实现了稳压目的。反之， uo↓→i f↓→i e↓→ic↓→d↑→uo↑，同样起到稳压作用。
当开关电源空载时，top250y能采用跳过周期的方式极大地降低最大输出占空比，使得dmax<2%。因此，在输出端无须接假负载，这样还可降低空载或待机状态下的功耗。
v6和c14为次级提供软启动，c14为软启动电容，能消除刚接通电源时产生的电压过冲现象，使反馈绕组提供给n1的c脚电压先于输出电压，这样就保证了即使在低输入电压和满载情况下，也能使输出电压在启动时正常调整。电阻r5和电容c13构成控制环路补偿电路。
反馈绕组电压经过v4和c5整流滤波后，产生12 v的反馈电压，经过e1 给top250y 的控制端提供偏压。c4 是旁路电容，它还与r3 和c3 构成控制环路的补偿电路。
齐纳箝位管v2、超快速二极管v3、电阻r2
相关技术资料- 5-24全球首台1000nits激光电视探索X1 Ultra详解
- 5-24 新品4MP 图像传感器 —SC4336H
- 5-24ToF传感器工作原理及应用知识介绍
- 5-24表面贴装技术(SMT)TLSM系列特点和优势
- 5-24全新 OPPO Find X9 系列参数
- 5-24首项预测性维护国际标准正式发布
- 5-23TLC（Triple Level Cell）4D NAND闪存应用
- 5-23视频生成模型Veo 3+ Flow应用参数设计
- 5-23扩散语言模型Gemini Diffusion解读
- 5-23氮化炮（GAN）智能功率模块（IPMS）探究
- 5-23集成照片传感器和被动过滤器系列详解
- 5-2318输出网络同步器与JESD204B/C产品详情
- 相关IC型号
版权所有:51dzw.COM
深圳服务热线：13751165337 13692101218
粤ICP备09112631号-6(miitbeian.gov.cn)
公网安备44030402000607
深圳市碧威特网络技术有限公司
付款方式
深圳服务热线：13751165337 13692101218
粤ICP备09112631号-6(miitbeian.gov.cn)
公网安备44030402000607深圳市碧威特网络技术有限公司
付款方式
把51电子网设为首页 把51电子网加入收藏夹 给51电子网投诉建议
库存上载：service@51dzw.com
版权所有:51dzw.COM 粤ICP备09112631号-6(miitbeian.gov.cn) 服务热线(深圳)：13751165337 13692101218 传真：0755-83035052 投诉电话:0755-83030533
复制成功！