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8. 降低自动重启占空比和频率可以增强在开环故障、短路或电
压失调状况下对电源和负载的保护能力。
9. 功率系数(I2f)、限流点降低系数、PWM增益和热关断阈值的
容差更为严格。
引脚充电到5.8 V分路稳压器电压时,超过芯片所消耗的电流将
通过NMOS电流镜分流到源极引脚,如图3所示。NMOS电流镜
的输出电流控制功率MOSFET的占空比,实现闭合环路调节。
在采用初级反馈结构中,分路稳压器很低的输出阻抗ZC决定了
误差放大器的增益。控制脚的动态阻抗ZC和外接控制脚的电容
一起共同决定控制环路的主极点。
电压监测(V)引脚通常用于线电压检测,通过一个4 MΩ电阻与经
整流的高压直流总线连接,能设定过压(OV)/欠压(UV)和降低
DCMAX的双斜率线电压前馈。在此模式之下,电阻值确定OV/UV
的阈值,且DCMAX开始呈双斜率线性减少,提高了线电压纹波
抑制。此外,它还提供其它阈值来设定锁存和迟滞输出过压保
护(OVP)。此引脚还可通过IUV阈值用于远程开/关。
当出现开环或短路等故障而使外部电流无法流入控制引脚时,
控制引脚上的电容开始放电,达到4.8 V时激活自动重启动电路
而关断MOSFET输出,使控制电路进入低电流的待机模式。高压
电流源再次接通并对外接电容充电。内部带迟滞的电源欠压比
较器通过使高压电流源通断来保持VC值处在4.8 V到5.8 V的区域
内,如图11所示。自动重启动电路中有一个除8的计数器,仅在
计满(S15)时才接通输出MOSFET,用以防止输出MOSFET在十
六个放电-充电周期过去前重新导通。通过将自动重启动的占空
比减到典型值2%,可有效地限制TOPSwitch-HX的功耗。自动重
启动模式将不断循环工作直到输出电压稳压通过闭合反馈环路
重新进入受控状态为止。
外部流限(X)引脚可以通过一个电阻与源极连接,从外部将流限降低
到接近工作峰值的电流。此引脚还可用于远程开/关控制及输入。
在P和G封装中,多功能引脚组合了电压监测及外部流限引脚功
能。但其中某些功能不能同时实现。
在TOP254-258 Y、E封装中,频率引脚(F)与源极相连时全频PWM
模式下的开关频率设置为132 kHz的缺省值。而与控制引脚连接
时,频率减半为66 kHz。此引脚最好不要悬空。P、G和M封装
以及TOP259-261 Y封装在全频PWM模式下只能以66 kHz开关频
率工作。
振荡器和开关频率
内部振荡器使内部电容在两个设定的电压值间线性充放电,以产
生脉宽调制解调器所需的三角波电压。在每个周期的起点,振荡
器将脉宽调制解调器/电流限制的触发器电路置位。
控制(C)引脚工作
控制引脚是提供供电和反馈电流的低阻抗节点。在正常工作期
全开关频率一般选择为132 kHz,这使变压器尺寸最小且EMI频率
低于150 kHz。频率引脚(仅限TOP254-258 Y、E和F封装)与
控制脚短接时,全开关频率降至66 kHz(频率减半),这种特性
在对噪声敏感的视频应用或高效率待机模式中非常有用。如果
频率引脚与源极引脚相连,则开关频率为缺省值132 kHz。在
间,分路稳压器用来将反馈信号从供电电流中分离出来。控制
引脚电压VC是控制电路(包括MOSFET栅极驱动在内)的供电
电压。应在控制极及源极引脚间就近放置一个外部旁路电容以
提供瞬时栅极驱动电流。连接到控制脚的所有电容也用于设定
自动重启动定时,同时用于环路补偿。
M
、
P
和G封装以及TOP259-261 Y封装选项中,全频PWM模式设置为
66 kHz,这样可以在所有应用中提高效率和输出频率。
启动时,整流后的直流高压加在漏极引脚上,MOSFET起初处
于关断状态,通过连接在漏极和控制引脚间的高压电流源对控
制电容充电。当控制引脚电压VC接近5.8 V时,控制电路被激活
并开始软启动。在17 ms左右的时间内,软启动电路使漏极峰值
电流和开关频率从很低的起始值逐渐上升到全频最大漏极峰值
电流。在软启动结束时,如果没有外部反馈/供电电流流入控制
引脚,则内部高压开关电流源关断,控制引脚开始根据控制电
路所吸收的供电电流的大小开始放电。如果电源设计正确,而
且不存在开环或输出短路等故障时,在控制引脚放电到接近下
限阈值电压4.8 V之前时(内部电源欠压锁存阈值),反馈环路
将闭合,向控制引脚提供外部电流。当外部流入的电流将控制
为使EMI电平更低,全频PWM模式下,66 kHz开关频率大约在
2.5 kHz的范围内或132 kHz工作频率在大约 5 kHz的范围内以
250hz(典型值)的速率抖动,如图10所示。当系统进入固定漏
极峰值电流的变频模式后,频率抖动将关闭。
脉宽调制器
脉宽调制器通过驱动输出MOSFET来实现多模式控制,其占空
比 与 流 入 控 制 脚 超 过 芯 片 内 部 消 耗 所 需 要 的 电 流 成 反 比
(如图9)。反馈误差信号以过电流的形式,由一个典型转折频
率为7 kHz的RC滤波电路进行滤波,以降低芯片电源电流中由
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