4.1 TOP227Y工作原理
TOP227Y开关工作原理框图见图4所示,主要包括10个部分:控制电压源;带隙基准电压源;振荡器;并联调整器/误差放大器;脉宽调制器;门驱动级和输出级;过电流保护电路;过热保护及上电复位电路;关断/自动重启动电路;高压电源源。图4中Zc为控制端的动态阻抗,RFB是误差电压检测电阻。RA与CA构成截止频率为7 kHz的低通滤波器。TOP227Y的基本工作原理是利用反馈电流Ic来调节占空比D。
4.1.1 控制电压源
控制电压源Uc能向并联调整器和门驱动级提供偏置电压,而控制端电流Ic则能调节占空比。Uc有2种工作模式:一种是滞后调节,用于启动和过载两种情况,具有延迟控制作用;另一种是并联调节,用于分离误差信号与控制电路的高压电流源。刚启动电路时由D-C极之间的高压电流源提供控制端电流Ic。
4.1.2 带隙基准电压源
带隙基准电压源除向内部提供各种基准电压之外,还产生一个具有温度补偿并可调整的电流源,以保证精确设定振荡器频率和门极驱动电流。
4.1.3 振荡器
内部振荡电容是在设定的上、下阈值UH,UL间周期性线性充放电,以产生脉宽调制器所需要的锯齿波(SAW),与此同时还产生最大占空比信号(Dmax)和时钟信号(CLOCK)。为减小电磁干扰,提高电源效率,振荡频率(即开关频率)设计为100 kHz,脉冲波形的占空比设定为P。
4.1.4 放大器
误差放大器的增益由控制端的动态阻抗Zc来设定。Zc的变化范围是10~20 Ω,典型值为15 Ω。误差放大器将反馈电压UFB与5.7 V基准电压进行比较后,输出误差电流Ir,在RFB上形成误差电压Ur。
4.1.5 脉宽调制器(PWM)
脉宽调制器是一个电压反馈式控制电路,它具有2层含义:改变控制端电流Ic大小,即可调节占空比P实现脉宽调制;误差电压Ur经由RA,CA组成截止频率为7 kHz的低通滤波器,滤掉开关噪声电压之后加至PWM比较器的同相输入端,再与锯齿波电压UJ进行比较,产生脉宽调制信号UPWM。UPWM通过与门DA1、或门DO之后,可将触发器I置零,使Q=0,把功率MOSFET关断;而时钟信号再把触发器置位,使Q=1,又使功率MOSFET导通,从而实现了脉宽调制信号的功率输出。