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OP223Y其腳功能及工作原理TOP223Y其腳功能及工作原理TOP223Y其腳功能及工作原理如下： D腳（3腳）內連功率開關管N溝MOSFET的漏極、開關電流限流比較器、啟動用高壓電流源Ih.b等。 C腳（1腳）是唯一的控制端。這是控制占空比改變的誤差放大器和反饋電流輸入端，內連并聯穩壓調整提供正常工作時內偏置電流，也是過壓保護“鎖存關閉”的觸發輸入，還用作高路補償外接電容器連接點。 C腳（1腳）正常最小偏置電流約2.5mA，小至1.2mA時就會進入自動再啟動待式模式，上沖達45mA，就使過壓保護起作用，令開關進入重復動作(自動再啟動)模式，并且TOP開關內N-MOSFET截止(關閉)保護。C腳（1腳）電壓下拉到開機復位閾值(約3.3V±1V)以下，然后才能轉入正常開機工作狀態。 S腳（2腳）連接功率開關管N溝MOSFET的源極，也是開關電流返回端，內電路及原邊電路公共接地或參考點。 A1用于過壓過熱保護“鎖存關閉”，由開機復位電路復零開啟。A2用于限流鎖存及前沿空白和最小導通延時 控制，由每周期開始的時鐘脈沖CK開啟置位，正常工作時由PWM比較器輸出復位。內振蕩時鐘發生器100kHz時 鐘脈沖CK，還產生出PWM鋸齒波SA以及最大占空比控制信號DM。開關頻率=90～110KHz,耐壓=700V,輸入交流電壓=85～265V,輸出功率=30W。可代換的電路TOP203TOP223YTOP233YTOP204TOP224YTOP234YTOP2

2、12.5V/25W精密開關電源   12.5V/25W精密開關電源原理圖如圖3所示。由TOP204構成隔離式＋12.5V、2A（25W）開關電源電路，該電源的特性為：當交流輸入電壓U從85V變化到265V時，電壓調整率為±0.2%；當負載電流從10%(0.2A)變化到100%(2A)時，負載調整率也達±0.2%，可與線性集成穩壓電源相媲美。該電路的主要特點是利用一片TL431(IC3)與光電耦合器(IC2)構成外部誤差放大器。它再與片內誤差放大器配合使用，對控制電流進行精細調整，從而大大提高了穩壓性能。由于TOP芯片內部完全集成了SMPS的全部功能，所以利用它設計出的開關電源周期短，成本低，對于小功率電源，簡單，體積小，重量輕。隨著TOP開關系列的不斷發展與改進，其在開關電源及其它應用領域中必將有著更加燦爛的前景。 

開關電源工作后，反饋繞組N2經整流、濾波、限流后送至TOP開關控制極C，以調整TOP開關內部PWM占空比。當因某種原因如負載變輕引起輸出電壓升高時，N2電壓將升高，即流入TOP開關控制端C的電流增加。在振蕩電路的控制下，漏極端D有電流流入芯片，提供開環輸入，該輸入通過旁路調整器、誤差放大器，由控制端進行閉環調整，經由PWM控制MOSFET的輸出占空比，使其占空比線性減小，從而使輸出電壓下降，最后達到動態平衡，保持輸出穩定。電路中并接于初級繞組N1兩端的瞬態電壓抑制二極管D5、電容C4及快速二極管D6組成鉗位削峰電路。鉗制電感放電脈沖的最高電位，減少漏感抗引起的漏極端電壓畸變。在實際繞制高頻電源變壓器時，為了減小漏感的影響，可采用初級與次級相互交叉的繞制方法。同時，采用自我屏蔽作用較為良好的罐形磁芯，將線圈都用磁芯封在里邊。（3）反饋控制回路   電容C6決定軟起動恢復時間，C6、R5、R4、C5、D7決定控制回路的零點。R4阻值過小，限流線性差，容易導致TOP開關損壞；過大則調整線性差。在實驗中取值為10kΩ（4）輸出回路　　N3、D10、C8、D11構成輸出回路。肖特基勢壘整流二極管D10對高頻變壓器次級的高頻方波電壓進行整流，經低ESR值的電解電容濾波及雙向瞬態電壓抑制二極管D11削峰穩壓后，提供給負載電路。R7既可改善電源本身的輸出阻抗，又能小幅度地調整輸出電壓的范圍，同時又可在電源空載時為電容C8提供放電回路。R7取值為430Ω。

 在起動或滯后調節模式下，高壓電流源經過電子開關S1給內部電 路提供偏置，并且對Ct進行充電。電源正常工作時S1改接內部電源，將高壓電流源關斷。   當TOP開關起動操作時，在控制端環路振蕩電路的控制下，漏極端有電流流入芯片，提供開環輸入。該輸入通過旁路調整器、誤差放大器時，由控制端進行閉環調整，改變Ir，經由PWM控制MOSFET的輸出占空比，最后達到動態平衡。三、TOP開關的典型應用1、12V/30W小功率開關電源   12V/30W小功率開關電源原理圖如圖2所示。該電源特性是：簡單，直接可與220V交流電源連接，經橋式整流電容濾波后產生300V直流高電壓起動開關電源工作。并且重量輕、體積小，接線簡單外圍元件少。   該電路特點是利用三極管Q1，二極管D8及電阻R5、R6組成過低壓保護電路，當輸入電壓降低到一定程度時，Q1導通，控制端C電位降低，TOP開關關閉，開關電源沒有輸出。（1）輸入電路    電網交流220V輸入電壓經橋式整流、電容濾波后產生300V直流高壓起動開關電源工作。（2）電源變換器部分   在該電路中，T2為高頻變壓器，其中：N1為初級繞組（35T）；N2為反饋繞組（15T）；N3為次級隔離輸出繞組（7T）。

（4）放大器   誤差放大器的增益由控制端的動態阻抗Zc來設定。Zc的變化范圍是10Ω～20Ω，典型值為15Ω。誤差放大器將反饋電壓UF與5.7V基準電壓進行比較后，輸出誤差電流Ir，在RE上形成誤差電壓UR。（5）脈寬調制器（PWM）   脈寬調制器是一個電壓反饋式控制電路，它具有兩層含義。第一、改變控制端電流Ic的大小，即可調節占空比D，實現脈寬調制。第二、誤差電壓UR經由RA、CA組成截止頻率為7kHz的低通濾波器，濾掉開關噪聲電壓之后，加至PWM比較器的同相輸入端，再與鋸齒波電壓UJ進行比較，產生脈寬調制信號UB。（6）門驅動級和輸出級   門驅動級（F）用于驅動功率開關管(MOSFET)，使之按一定速率導通，從而將共模電磁干擾減至最小。漏源導通電阻與產品型號和芯片結溫有關。MOSFET管的漏源擊穿電壓U(bo)ds≥700V。（7）過流保護電路   過流比較器的反相輸入端接閾值電壓ULIMIT，同相輸入端接MOSFET管的漏極。此外，芯片還具有初始輸入電流限制功能。剛通電時可將整流后的直流限制在0.6A或0.75A。（8）過熱保護電路   當芯片結溫TJ>135℃時，過熱保護電路就輸出高電平，將觸發器Ⅱ置位，Q=1，，關斷輸出級。此時進入滯后調節模式，Uc端波形也變成幅度為4.7V～5.7V的鋸齒波。若要重新起動電路，需斷電后再接通電源開關；或者將控制端電壓降至3.3V以下，達到Uc(reset)值，再利用上電復位電路將觸發器Ⅱ置零，使MOSFET恢復正常工作。（9）關斷/自起動電路   一旦調節失控，關斷/自動重起動電路立即使芯片在5%占空比下工作，同時切斷從外部流入C端的電流，Uc再次進入滯后調節模式。倘若故障己排除，Uc又回到并聯調節模式，自動重新起動電源恢復正常工作。自動重起動的頻率為1.2Hz。（10）高壓電流源

2、工作原理    TOP包括10部分，其中Zc為控制端的動態阻抗，RE是誤差電壓檢測電阻。RA與CA構成截止頻率為7kHz的低通濾波器。主要特點是：（1）前沿消隱設計，延遲了次級整流二級管反向恢復產生的尖峰電流沖擊；（2）自動重起動功能，以典型值為5%的自動重起動占空比接通和關斷；（3）低電磁干擾性（EMI），TOP系列器件采用了與外殼的源極相連，使金屬底座及散熱器的dv/dt=0，從而降低了電壓型控制方式與逐周期峰值電流限制;（4）電壓型控制方式與逐周期峰值電流限制。 下面簡要敘述一下：（1）控制電壓源   控制電壓Uc能向并聯調整器和門驅動極提供偏置電壓，而控制端電流Ic則能調節占空比。控制端的總電容用Ct表示，由它決定自動重起動的定時，同時控制環路的補償，Uc有兩種工作模式，一種是滯后調節，用于起動和過載兩種情況，具有延遲控制作用；另一種是并聯調節，用于分離誤差信號與控制電路的高壓電流源。剛起動電路時由D-C極之間的高壓電流源提供控制端電流Ic，以便給控制電路供電并對Ct充電。（2）帶隙基準電壓源   帶隙基準電壓源除向內部提供各種基準電壓之外，還產生一個具有溫度補償并可調整的電流源，以保證精確設定振蕩器頻率和門極驅動電流。（3）振蕩器   內部振蕩電容是在設定的上、下閾值UH、UL之間周期性地線性充放電，以產生脈寬調制器所需要的鋸齒波（SAW），與此同時還產生最大占空比信號(Dmax)和時鐘信號(CLOCK)。為減小電磁干擾，提高電源效率，振蕩頻率（即開關頻率）設計為100kHz，脈沖波形的占空比設定為D。

另外,開關電源的主振功率管因其集電極是感性負載,所以主振管工作時,其集電極將要承受8-10倍于電源的脈沖電壓,為此在電路上加入了吸收電路,(并于振蕩變壓器初級繞組的電容和電阻串聯支路)和在主振管集電極與地之間并接的電容,這些元件的作用與行輸出級的逆程電容有相似的作用.當這些元件有問題時,極易損壞主振功率管,此點需引起注意

第二種情況:電路不起振,當確信供電電壓正常時,首先檢查啟動電阻(即跨接在311伏電源與主振功率管基極之間的電阻是否開路或變直,另外要考慮到不起振是否是由于保護電路動作所引起,如STRS6309的第6腳電壓(正常為0V),STR50213的第5腳(正常時100V左右)TEA2261的第3腳(正常時為0V),TDA4601的第5腳等等,如果是保護電路引起停振,一般在開機的瞬間電路能正常起振,可通過此點來進行判別,另外當控制電路有問題(如控制管擊穿)也會引起電路停振.其實開關電源電路是比較簡單的電路,只要分清主振電路,保護電路和比較穩壓電路三者的聯接關系,維修起來就覺容易了. 

 第一種情況:以并聯型光耦控制穩壓式開關電源為例,其維修方法.當開關電源不能正常穩壓時,第一步是要確認引起故障的部位,簡單快捷的方法是:將光耦件熱地端的兩控制腳短路,如果電路進入停振狀態,則表明故障在取樣比較部分電路，取樣比較電路有問題多半是比較IC和光耦件損壞所至(比較IC損壞多數會引起光耦件同時損壞),如果是控制電路問題，如控制晶體管損壞,在晶體管的代換上一定要注意晶體管的參數.