OP223Y其脚功能及工作原理TOP223Y其脚功能及工作原理TOP223Y其脚功能及工作原理如下： D脚（3脚）内连功率开关管N沟MOSFET的漏极、开关电流限流比较器、启动用高压电流源Ih.b等。 C脚（1脚）是唯一的控制端。这是控制占空比改变的误差放大器和反馈电流输入端，内连并联稳压调整提供正常工作时内偏置电流，也是过压保护“锁存关闭”的触发输入，还用作高路补偿外接电容器连接点。 C脚（1脚）正常最小偏置电流约2.5mA，小至1.2mA时就会进入自动再启动待式模式，上冲达45mA，就使过压保护起作用，令开关进入重复动作(自动再启动)模式，并且TOP开关内N-MOSFET截止(关闭)保护。C脚（1脚）电压下拉到开机复位阈值(约3.3V±1V)以下，然后才能转入正常开机工作状态。 S脚（2脚）连接功率开关管N沟MOSFET的源极，也是开关电流返回端，内电路及原边电路公共接地或参考点。 A1用于过压过热保护“锁存关闭”，由开机复位电路复零开启。A2用于限流锁存及前沿空白和最小导通延时 控制，由每周期开始的时钟脉冲CK开启置位，正常工作时由PWM比较器输出复位。内振荡时钟发生器100kHz时 钟脉冲CK，还产生出PWM锯齿波SA以及最大占空比控制信号DM。开关频率=90～110KHz,耐压=700V,输入交流电压=85～265V,输出功率=30W。可代换的电路TOP203TOP223YTOP233YTOP204TOP224YTOP234YTOP2

2、12.5V/25W精密开关电源   12.5V/25W精密开关电源原理图如图3所示。由TOP204构成隔离式＋12.5V、2A（25W）开关电源电路，该电源的特性为：当交流输入电压U从85V变化到265V时，电压调整率为±0.2%；当负载电流从10%(0.2A)变化到100%(2A)时，负载调整率也达±0.2%，可与线性集成稳压电源相媲美。该电路的主要特点是利用一片TL431(IC3)与光电耦合器(IC2)构成外部误差放大器。它再与片内误差放大器配合使用，对控制电流进行精细调整，从而大大提高了稳压性能。由于TOP芯片内部完全集成了SMPS的全部功能，所以利用它设计出的开关电源周期短，成本低，对于小功率电源，简单，体积小，重量轻。随着TOP开关系列的不断发展与改进，其在开关电源及其它应用领域中必将有着更加灿烂的前景。 

开关电源工作后，反馈绕组N2经整流、滤波、限流后送至TOP开关控制极C，以调整TOP开关内部PWM占空比。当因某种原因如负载变轻引起输出电压升高时，N2电压将升高，即流入TOP开关控制端C的电流增加。在振荡电路的控制下，漏极端D有电流流入芯片，提供开环输入，该输入通过旁路调整器、误差放大器，由控制端进行闭环调整，经由PWM控制MOSFET的输出占空比，使其占空比线性减小，从而使输出电压下降，最后达到动态平衡，保持输出稳定。电路中并接于初级绕组N1两端的瞬态电压抑制二极管D5、电容C4及快速二极管D6组成钳位削峰电路。钳制电感放电脉冲的最高电位，减少漏感抗引起的漏极端电压畸变。在实际绕制高频电源变压器时，为了减小漏感的影响，可采用初级与次级相互交叉的绕制方法。同时，采用自我屏蔽作用较为良好的罐形磁芯，将线圈都用磁芯封在里边。（3）反馈控制回路   电容C6决定软起动恢复时间，C6、R5、R4、C5、D7决定控制回路的零点。R4阻值过小，限流线性差，容易导致TOP开关损坏；过大则调整线性差。在实验中取值为10kΩ（4）输出回路　　N3、D10、C8、D11构成输出回路。肖特基势垒整流二极管D10对高频变压器次级的高频方波电压进行整流，经低ESR值的电解电容滤波及双向瞬态电压抑制二极管D11削峰稳压后，提供给负载电路。R7既可改善电源本身的输出阻抗，又能小幅度地调整输出电压的范围，同时又可在电源空载时为电容C8提供放电回路。R7取值为430Ω。

 在起动或滞后调节模式下，高压电流源经过电子开关S1给内部电 路提供偏置，并且对Ct进行充电。电源正常工作时S1改接内部电源，将高压电流源关断。   当TOP开关起动操作时，在控制端环路振荡电路的控制下，漏极端有电流流入芯片，提供开环输入。该输入通过旁路调整器、误差放大器时，由控制端进行闭环调整，改变Ir，经由PWM控制MOSFET的输出占空比，最后达到动态平衡。三、TOP开关的典型应用1、12V/30W小功率开关电源   12V/30W小功率开关电源原理图如图2所示。该电源特性是：简单，直接可与220V交流电源连接，经桥式整流电容滤波后产生300V直流高电压起动开关电源工作。并且重量轻、体积小，接线简单外围元件少。   该电路特点是利用三极管Q1，二极管D8及电阻R5、R6组成过低压保护电路，当输入电压降低到一定程度时，Q1导通，控制端C电位降低，TOP开关关闭，开关电源没有输出。（1）输入电路    电网交流220V输入电压经桥式整流、电容滤波后产生300V直流高压起动开关电源工作。（2）电源变换器部分   在该电路中，T2为高频变压器，其中：N1为初级绕组（35T）；N2为反馈绕组（15T）；N3为次级隔离输出绕组（7T）。

（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10Ω～20Ω，典型值为15Ω。误差放大器将反馈电压UF与5.7V基准电压进行比较后，输出误差电流Ir，在RE上形成误差电压UR。（5）脉宽调制器（PWM）   脉宽调制器是一个电压反馈式控制电路，它具有两层含义。第一、改变控制端电流Ic的大小，即可调节占空比D，实现脉宽调制。第二、误差电压UR经由RA、CA组成截止频率为7kHz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UB。（6）门驱动级和输出级   门驱动级（F）用于驱动功率开关管(MOSFET)，使之按一定速率导通，从而将共模电磁干扰减至最小。漏源导通电阻与产品型号和芯片结温有关。MOSFET管的漏源击穿电压U(bo)ds≥700V。（7）过流保护电路   过流比较器的反相输入端接阈值电压ULIMIT，同相输入端接MOSFET管的漏极。此外，芯片还具有初始输入电流限制功能。刚通电时可将整流后的直流限制在0.6A或0.75A。（8）过热保护电路   当芯片结温TJ>135℃时，过热保护电路就输出高电平，将触发器Ⅱ置位，Q=1，，关断输出级。此时进入滞后调节模式，Uc端波形也变成幅度为4.7V～5.7V的锯齿波。若要重新起动电路，需断电后再接通电源开关；或者将控制端电压降至3.3V以下，达到Uc(reset)值，再利用上电复位电路将触发器Ⅱ置零，使MOSFET恢复正常工作。（9）关断/自起动电路   一旦调节失控，关断/自动重起动电路立即使芯片在5%占空比下工作，同时切断从外部流入C端的电流，Uc再次进入滞后调节模式。倘若故障己排除，Uc又回到并联调节模式，自动重新起动电源恢复正常工作。自动重起动的频率为1.2Hz。（10）高压电流源

2、工作原理    TOP包括10部分，其中Zc为控制端的动态阻抗，RE是误差电压检测电阻。RA与CA构成截止频率为7kHz的低通滤波器。主要特点是：（1）前沿消隐设计，延迟了次级整流二级管反向恢复产生的尖峰电流冲击；（2）自动重起动功能，以典型值为5%的自动重起动占空比接通和关断；（3）低电磁干扰性（EMI），TOP系列器件采用了与外壳的源极相连，使金属底座及散热器的dv/dt=0，从而降低了电压型控制方式与逐周期峰值电流限制;（4）电压型控制方式与逐周期峰值电流限制。 下面简要叙述一下：（1）控制电压源   控制电压Uc能向并联调整器和门驱动极提供偏置电压，而控制端电流Ic则能调节占空比。控制端的总电容用Ct表示，由它决定自动重起动的定时，同时控制环路的补偿，Uc有两种工作模式，一种是滞后调节，用于起动和过载两种情况，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。刚起动电路时由D-C极之间的高压电流源提供控制端电流Ic，以便给控制电路供电并对Ct充电。（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。（3）振荡器   内部振荡电容是在设定的上、下阈值UH、UL之间周期性地线性充放电，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100kHz，脉冲波形的占空比设定为D。

另外,开关电源的主振功率管因其集电极是感性负载,所以主振管工作时,其集电极将要承受8-10倍于电源的脉冲电压,为此在电路上加入了吸收电路,(并于振荡变压器初级绕组的电容和电阻串联支路)和在主振管集电极与地之间并接的电容,这些元件的作用与行输出级的逆程电容有相似的作用.当这些元件有问题时,极易损坏主振功率管,此点需引起注意

第二种情况:电路不起振,当确信供电电压正常时,首先检查启动电阻(即跨接在311伏电源与主振功率管基极之间的电阻是否开路或变直,另外要考虑到不起振是否是由于保护电路动作所引起,如STRS6309的第6脚电压(正常为0V),STR50213的第5脚(正常时100V左右)TEA2261的第3脚(正常时为0V),TDA4601的第5脚等等,如果是保护电路引起停振,一般在开机的瞬间电路能正常起振,可通过此点来进行判别,另外当控制电路有问题(如控制管击穿)也会引起电路停振.其实开关电源电路是比较简单的电路,只要分清主振电路,保护电路和比较稳压电路三者的联接关系,维修起来就觉容易了. 

 第一种情况:以并联型光耦控制稳压式开关电源为例,其维修方法.当开关电源不能正常稳压时,第一步是要确认引起故障的部位,简单快捷的方法是:将光耦件热地端的两控制脚短路,如果电路进入停振状态,则表明故障在取样比较部分电路，取样比较电路有问题多半是比较IC和光耦件损坏所至(比较IC损坏多数会引起光耦件同时损坏),如果是控制电路问题，如控制晶体管损坏,在晶体管的代换上一定要注意晶体管的参数.