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2 20W双路输出开关电源电路图
3.2 开关电源电路主要元件选择
1)开关芯片的选择
TOPSwitceh-Ⅱ系列芯片的选择参考表，如表1所示。
根据输出功率的要求应选择TOP223P或TOP224P，现选择TOP224P。
2)高压变压器的选择
变压器原端线圈T1-1电感量依照输出功率选择，20W输出功率、50%占空比时，Lmax=630μH，对于+5V输出电压的副线圈T1-3和原端线圈T1-1的匝数比：
其中Vmax=200V(VR1的稳压值的200V)，V0=+5V,DMAx=50%，故线圈匝数比为40。
副端线圈T1-4的匝数和线径与副线圈T1-3一致。
对于+12V输出电压的副线圈T1-2，其线径与T1-3一致，匝数和T1-1匝数比：
其中V0应比+12V至少大2V。
3)VR1的选择
VR1要有足够的功率，在大电流输出的条件下，VR1的峰值电压应比反向输出电压高30V-80V，这里选择P6KE200，峰值电压为287V。
4)其它重要元件的选择
5)自启动周期的选择
自启动周期的计算公式：
T=8×(2πRC)=16π(R3+Zc)C5，其中，典型值Zc=15，芯片控制振荡频率f=100KHz，故R3=6.2,C5=47μF。
4 开关电源输出纹波的抑制
开关电源存在输出纹波大，电磁干扰强等不足，严重影响了开关电源的广泛应用。在图2电路中，C9、L3，C10和C2、L1、C3分别用来抑制来自超高频和高频噪声；U2，TOP224P组成有源低频滤波器，用来抑制输出交流噪声；C7、C8组成共模干扰滤波器，用来抑制寄生参数的共模噪声。在三种滤波器的共同作用下，使开关电源的输出纹波由原来的340mV降为30mV，进一步扩大了开关电源的应用。
5 结束语
本文应用TOP224P设计了双路输出开关电源，该电源不仅具有效率高，输出电压纹波小，带负载能力强、成本低、设计电路简单等特点，而且还具有温度补偿、逐周限流、过热保护、自动重新启动等功能。该开关电源已在GDJ-100型称重控制器中得到应用，电源工作稳定，可靠性强，具有实用和推广价值。
本文关键字：开关电源 元器件特点及应用，元器件介绍 - 元器件特点及应用
