2-2-4PWM控制与驱动电路 2-2-4-1 TL494PWM控制器 特性 内置校准器提供稳定的5V参考电压。 TR输出可提供200mA的电流。 输出可控制推挽式或单端式操作 多任务的死区控制(Pin4)和PWM控制单元 片上晶振的主从操作。 每个输出口有内置双倍脉冲禁止回路
2-2-4 PWM控制与驱动电路 2-2-4-1 TL494 PWM控制器 特性： •内置校准器提供稳定的5V参考电压。 •TR输出可提供200mA的电流。 •输出可控制推挽式或单端式操作。 •多任务的死区控制（ Pin4）和PWM控制单元。 •片上晶振的主从操作。 •每个输出口有内置双倍脉冲禁止回路
内部原理图: OUTPUT CONTROL R OSCILLATOR dK DEAD TIME DID- CONTROL PWM v EA(+) EA(-)( BAND GAP REFERENCE EA(+) EA (- 8D>叶 OGND COMP INPUT
内部原理图：
2242三脚PWM/ MOSFET复合单片 TOPSwitch-2电路 TOPSwitch-I性能 1功率范围明显扩大:在宽值输入交流电压(85-265V)时,最大输出功率由50W扩大到90W 在单值交流输入电压(110/115/230V)时,输出功率范围由100扩大到150w;应用领域拓宽到小型 电视机和显示器,音响放大器等。 电路设计新特点:AC/DC变换效率提高到90%只有三个引脚的单片IC综合了控制系统,驱动电路, 功率MOS脉宽调制,髙压启动电路,环路补偿调节,故障保护电路等功能:TOP器件的线 性控制特性,在低成本上具有竞争力。 3 TOPSwitch-2有二种封装形式。除三脚IOP220外,还有8脚D封装中有6个引脚接地,用于增大 散热功能,特别有利于微型电器设备的电源安装设计。 引脚最少(DP也只有三个有效接点) TOPSwitch,却集成了100KHZ脉宽调制稳压电源所需所有功能 自设高压偏置电流源,偏分流调节器/误差电压放大器、振荡器、带隙参考基准、恒频的PwM、 受控导通的栅极驱动器、前沿消隐和自动保护功能 5.该 TOPSwitch输岀极是可控导通速度的高压N沟道、低输出电容 MOSFET,从功率管漏源低导通电阻 取样来控制导通时间。受控导通减少了开关电压的变化速率,它同连接散热片的源极一起,明 显减少了电磁干扰和系统噪声,使滤波器成本降到最低。 6.' OPSwitch具有完善的多种自动保护功能电路:过流限制、过压切断、欠压锁定、过热关闭、短路 保护等 7. TOPSwitch-Ⅱ的外围电路很简单,只需要十几只器件,就能制作高性能的小型电源。它的集成度 高,电路设计简化,比分立元件电路减少15~20只元件,并允许采用单面PCB板,可用于离线 反馈式、正向激励式和升压式功率因数校正等电源
2-2-4-2 三脚PWM/MOSFET复合单片TOPSwitch-2电路 TOPSwitch-II性能 1 功率范围明显扩大：在宽值输入交流电压（85－265V）时，最大输出功率由50W扩大到90W ; 在单值交流输入电压（110/115/230V)时，输出功率范围由100W扩大到150W；应用领域拓宽到小型 电视机和显示器，音响放大器等。 2 电路设计新特点：AC/DC变换效率提高到90％只有三个引脚的单片IC综合了控制系统，驱动电路， 功率MOSFET,脉宽调制，高压启动电路，环路补偿调节，故障保护电路等功能；TOP器件的线 性控制特性，在低成本上具有竞争力。 3 TOPSwitch-2有二种封装形式。除三脚TOP-220外，还有8脚DIP封装中有6个引脚接地，用于增大 散热功能，特别有利于微型电器设备的电源安装设计。 4引脚最少(DIP也只有三个有效接点）TOPSwitch,却集成了100KHZ脉宽调制稳压电源所需所有功能： 自设高压偏置电流源，偏分流调节器/误差电压放大器、振荡器、带隙参考基准、恒频的PWM、 受控导通的栅极驱动器、前沿消隐和自动保护功能。 5.该TOPSwitch输出极是可控导通速度的高压N沟道、低输出电容MOSFET,从功率管漏源低导通电阻 取样来控制导通时间。受控导通减少了开关电压的变化速率，它同连接散热片的源极一起，明 显减少了电磁干扰和系统噪声，使滤波器成本降到最低。 6. TOPSwitch具有完善的多种自动保护功能电路：过流限制、过压切断、欠压锁定、过热关闭、短路 保护等、 7. TOPSwitch－II的外围电路很简单，只需要十几只器件，就能制作高性能的小型电源。它的集成度 高，电路设计简化，比分立元件电路减少15～20只元件，并允许采用单面PCB板，可用于离线 反馈式、正向激励式和升压式功率因数校正等电源
图2-1 TOPSwitch简化外围电路与两种封装的外形图 Connected to SOURCE Pin AC N D SOURCE z C CONTROL Y Package(T。-22013) SOURCE国 B」 SOURCE (HV RIN CONTROL SOURCE aSOURCE(HV RTN) TOPSwitch SOURCE 6SOURCE(HV RIN ONTROL 5DRAIN P Package(DIP-8 P1-1351c91995 G Package(SMD-8
图2－1 TOPSwitch-II简化外围电路与两种封装的外形图
TOPSwitch器件三个引脚的功能简要如下 漏极脚( DRAIN):接输出管 MOSFET漏极,在启动工作时,经过内 部开关电流源提供内部偏置电流。该脚还是内部电流检测点。 控制脚( CONTROL):是误差放大器和反馈电流输入脚,以控制占空 系数。正常工作时内部分流调节器接通,提供内部偏置电流。该脚也接 电源旁路和自动再启动/补偿电容器 源极脚( SOURCE):再TO-220封装中,它是输出级 MOSFET的源极连 线,接直流高压和主变压器原边电路的公共端与参考点;在DIP封装中 它是原边控制电路公共端和参考点,并且有6个引出脚接地。 TOPSwitch-I器件是一种具有自身偏置和保护功能的变换器,它用 线性控制电流来改变占空比,能断开漏极输岀端。它利用CMOS和集成 尽可能多的功能来实现高效率。与双极管和分立元件电路相比,重要的 是CMOS减少了偏置电流,集成化使其省略了几个外部功率电阻器。它 们原设计用于电流采样或提供初始启动电流 如图2-3所示,在正常工作期间,内部输出级 MOSFET的占空比, 使随着控制脚电流的增大而线性地减小。为了执行所有必要的控制、偏 置和保护功能,漏极脚和控制脚分别完成下面所述的几项功能(可参见 图2-2和图2-5中的 TOPSwitch集成电路之定时脉冲波形与电压波形)
TOPSwitch器件三个引脚的功能简要如下： 漏极脚（DRAIN）：接输出管MOSFET漏极，在启动工作时，经过内 部开关电流源提供内部偏置电流。该脚还是内部电流检测点。 控制脚（CONTROL）：是误差放大器和反馈电流输入脚，以控制占空 系数。正常工作时内部分流调节器接通，提供内部偏置电流。该脚也接 电源旁路和自动再启动/补偿电容器。 源极脚（SOURCE）：再TO-220封装中，它是输出级MOSFET的源极连 线，接直流高压和主变压器原边电路的公共端与参考点；在DIP封装中， 它是原边控制电路公共端和参考点，并且有6个引出脚接地。 TOPSwitch-II器件是一种具有自身偏置和保护功能的变换器，它用 线性控制电流来改变占空比，能断开漏极输出端。它利用CMOS和集成 尽可能多的功能来实现高效率。与双极管和分立元件电路相比，重要的 是CMOS减少了偏置电流，集成化使其省略了几个外部功率电阻器。它 们原设计用于电流采样或提供初始启动电流。 如图2-3所示，在正常工作期间，内部输出级MOSFET的占空比， 使随着控制脚电流的增大而线性地减小。为了执行所有必要的控制、偏 置和保护功能，漏极脚和控制脚分别完成下面所述的几项功能（可参见 图2-2和图2-5中的TOPSwitch集成电路之定时脉冲波形与电压波形）
vc CONTROLO ⊙HERN SHEFVOWNG SHUNT REGLLATOR! AtTD-RESFART ERNOR AHPSFER SHUDO OscRATOR SRAR D ● SPURCE 图2-2内部功能方框图
图2－2 内部功能方框图
Auto-restart MAX Slope=PWi Gain g CD1 2.0 6 Ic(mA P-405 图2-3专空比与控制脚电流的关系曲线
图2－3 专空比与控制脚电流的关系曲线
5.7v Charging 已 RA提N laI Stetina C FC01 DiscHarging Charging c Discharging CT 5.7y 4.7V v 8 Cycies- 一二二一| 县RAN Syatchindy swvilclul Cr is the total externat capacitance connected to the conTRoL pin P1-955392=95 图2-41 OPS witch-2电路的起始工作波形
图2－4TOPS witch-2电路的起始工作波形
DRAIN VouT ue k0--+t… f+++ 图2-5 TOPSwitch-2在三种工作状态下的典型波形
图2－5 TOPSwitch-2在三种工作状态下的典型波形
1)控制脚电压vc的供给控制脚电压V是控制脚与源极脚之间的电源或者 置电压。二只外部 册极驱动电流。接到 寳器紧捨在控閣与源 数 间,,以提供所需 制回路的补偿。V被调整在两钟状态 式。滞后调整用于初始启动和过 流调整则用于分离占空比误差 在后动期间,控 电流由高压并关电 供娄舁樊製电閑綿摟乎庸液 脚和控制脚之间。电流源提供足够的电流供给控制电路,它也对总的外部电 行充电 首先Ⅴc升到较高的门限电压值(5,7V),此时高压电流源被关断,而脉 宽调制器和输出级晶体管则被激活,如图24(所示。在正常工作期间 输出电压可调节时),反馈控制电流提供了ⅴc电源电流。分流调节器可维持 在典型值 ,它是通过分流控制脚上的反馈电流实现的。该电流超 过流经PWM误差信号采样电阻器RE上的所需直流电源电流。当用于初级 的羟制回解动态阻抗与外部电阻值和电容器数值,共同确定了电源系 TOPSwitch-∏电路的起始工作波形如图2-4所示,图中给出了正常工作时 和自动再启动时的两种不同波形。 如果让控制脚的外部电容CT放电到较低的门限电平,那么输出级 MOSFET将被关断截止,此时控制电路进入一个低电流的准备状态。而高压 充电。在图25中可看到,充电电流具有 过接通和关断 高压电流源,滞后的自动再启动比较器可维持Vc值介于典型的47~57V窗口 范围内。自动再启动电路具有一个八分频计数器,它能阻止输出级 MOSFET 知道八个放电一充电周期 去为止 再启 典型 计数器 地限制 TOPSwitch的功萃损耗。自动再彦 动作用连续进行到输出电压再次变为可调节为止,如图25所示
◼ （1）控制脚电压Vc的供给 控制脚电压Vc是控制脚与源极脚之间的电源或者 偏置电压。一只外部旁路电容器紧接在控制脚与源极脚之间，以提供所需的 栅极驱动电流。接到该脚的总电容量CT又设置了自动再启动功能，也同样控 制回路的补偿。Vc被调整在两钟状态之一模式。滞后调整用于初始启动和过 载工作。分流调整则用于分离占空比误差信号，它来自控制电路的电源电流。 在启动期间，控制脚电流由高压开关电流源提供，该开关在IC内部接于漏极 脚和控制脚之间。电流源提供足够的电流供给控制电路，它也对总的外部电 容CT进行充电。 ◼ 首先Vc升到较高的门限电压值（5.7V），此时高压电流源被关断，而脉 宽调制器和输出级晶体管则被激活，如图2-4(a)所示。在正常工作期间（即当 输出电压可调节时），反馈控制电流提供了Vc电源电流。分流调节器可维持 Vc在典型值（5.7V），它是通过分流控制脚上的反馈电流实现的。该电流超 过流经PWM误差信号采样电阻器RE上的所需直流电源电流。当用于初级反 馈接法时，该脚的动态阻抗与外部电阻值和电容器数值，共同确定了电源系 统的控制回路补偿量。 ◼ TOPSwitch-II电路的起始工作波形如图2-4所示，图中给出了正常工作时 和自动再启动时的两种不同波形。 ◼ 如果让控制脚的外部电容CT放电到较低的门限电平，那么输出级 MOSFET将被关断截止，此时控制电路进入一个低电流的准备状态。而高压 电流源则被接通，并向外部电容再次充电。在图2-5中可看到，充电电流具有 图示的负极性，而放电电流则具有正极性。在图2-4(b)中，通过接通和关断 高压电流源，滞后的自动再启动比较器可维持Vc值介于典型的4.7~5.7V窗口 范围内。自动再启动电路具有一个八分频计数器，它能阻止输出级MOSFET 再次导通，知道八个放电－充电周期已经过去为止。通过把自动再启动占空 比减小到典型的5％，计数器能有效地限制TOPSwitch的功率损耗。自动再启 动作用连续进行到输出电压再次变为可调节为止，如图2-5所示