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单片开关电源的发展及其应用

 

   

单片开关电源集成电路具有高集成度?/p>

高性价比?/p>

最简外围电路?/p>

最佳性能?/p>

标、能构成高效率无工频变压器的隔离式开关电源等优点。它?/p>

90 

年代中、后?/p>

相继问世后,便显示出强大的生命力,目前它成为国际上开发中、小功率开关电

源、精密开关电源及电源模块的优选集成电路。由它构成的开关电源,在成本上

与同等功率的线性稳压电源相当,

而电源效率显著提高,

体积和重量则大为减小?/p>

这就为新型开关电源的推广与普及,创造了良好条件?/p>

 

    

开关电源被誉为高效节能电源,它代表着稳压电源的发展方向,现已成为?/p>

压电源的主流产品。近

20 

多年来,集成开关电源沿着下述两个方向不断发展。第

一个方向是对开关电源的核心单元——控制电路实现集成化?/p>

1997 

年国外首先研

制成脉宽调制

?/p>

PWM

?/p>

控制器集成电路,

美国摩托罗拉公司?/p>

硅通用公司

?/p>

Silicon 

General

?/p>

、尤尼特德公司(

Unitrode

)等相继推出一?/p>

PWM 

芯片,典型产品有

MC3520 

?/p>

SG3524 

?/p>

UC3842 

?/p>

90 

年代以来,国外又研制出开关频率达

1MHz 

的高

?/p>

PWM 

?/p>

PFM

(脉冲频率调制)芯片,典型产品如

UC1825 

?/p>

UC1864 

。第二个方向

则是对中,小功率开关电源实现单片集成化。这大致分两个阶段:

80 

年代初意?/p>

法半导体有限公司?/p>

SGS

?/p>

Thomson

)率先推?/p>

L4960 

系列单片开关式稳压器。该

公司?/p>

90 

年代又推出了

L4970A 

系列。其特点是将脉宽调制器、功率输出级、保

护电路等集成在一个芯片中,使用时需配工频变压器与电网隔离,适于制作低压

输出?/p>

5.1

?/p>

40V

?/p>

、大中功率(

400W 

以下?/p>

、大电流?/p>

1.5A

?/p>

10A

?/p>

、高效率(可?/p>

?/p>

90%

)的开关电源。但从本质上讲,它仍?/p>

DC/DC 

电源变换器?/p>

 

1994 

年,美国动力?/p>

Power

)公司在世界上首先研制成功三端隔离式脉宽?/p>

制型单片开关电源,被人们誉为“顶级开关电源?/p>

。其第一代产品为

TOPSwitch 

?/p>

列,第二代产品则?/p>

1997 

年问世的

TOPSwitch-II 

系列。该公司?/p>

1998 

年又推出

了高效、小功率、低价格的四端单片开关电?/p>

TinySwitch 

系列。在这之后,

Motorola 

公司?/p>

1999 

年又推出

MC33370 

系列五端单片开关电源,亦称高压功率

开关调节器?/p>

HighVoltage Power Switching Regulator

?/p>

。目前,单片开关电?/p>

已形成四大系列、近

70 

种型号的产品?/p>

 

TOPSwitch-11 

    

根据封装形式?/p>

TOPSwitch

?/p>

II 

可划分成三种类型?/p>

TOP221Y~227Y

?/p>

TO-220 

?/p>

装)

?/p>

TOP221P~224P

?/p>

DIP-8 

封装?/p>

?/p>

TOP221G~224G

?/p>

SMD-8 

封装?/p>

,产品分类详?/p>

表1

 

。其中以

TOP227Y 

的输出功率为最大?/p>

 

2.1 TOPSwitch-11 

    (1)TOPSWitch-II 

内部包括振荡器、误差放大器、脉宽调制器、门电路、高

压功率开关管?/p>

MOSFET

?/p>

、偏置电路、过流保护电路、过热保护及上电复位电路?/p>

关断/自动重启动电路。它通过高频变压器使输出端与电网完全隔离,使用安?/p>

可靠。它属于漏极开路输出的电流控制型开关电源。由于采?/p>

CMOS 

电路,使器件

功耗显著降低?/p>

 

   (2)

只有三个引出端:

控制?/p>

C 

?/p>

源极

S 

?/p>

漏极

D

?/p>

可同三端线性稳压器相媲美,

能以最简方式构成无工频变压器的反激式开关电源。为完成多种控制、偏置及?/p>

护功能,

C 

?/p>

D 

均属多功能引出端,实现了一脚多用。以控制端为例,它具有三

项功能:

①该端电?/p>

VC 

为片内并联调整器和门驱动级提供偏压;

②该端电?/p>

IC 

?/p>

调节占空比;③该端还作为电源支路与自动重启动/补偿电容的连接点,通过?/p>

接旁路电容来决定自动重启动的频率,并对控制回路进行补偿?/p>

 

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单片开关电源的发展及其应用

 

   

单片开关电源集成电路具有高集成度?/p>

高性价比?/p>

最简外围电路?/p>

最佳性能?/p>

标、能构成高效率无工频变压器的隔离式开关电源等优点。它?/p>

90 

年代中、后?/p>

相继问世后,便显示出强大的生命力,目前它成为国际上开发中、小功率开关电

源、精密开关电源及电源模块的优选集成电路。由它构成的开关电源,在成本上

与同等功率的线性稳压电源相当,

而电源效率显著提高,

体积和重量则大为减小?/p>

这就为新型开关电源的推广与普及,创造了良好条件?/p>

 

    

开关电源被誉为高效节能电源,它代表着稳压电源的发展方向,现已成为?/p>

压电源的主流产品。近

20 

多年来,集成开关电源沿着下述两个方向不断发展。第

一个方向是对开关电源的核心单元——控制电路实现集成化?/p>

1997 

年国外首先研

制成脉宽调制

?/p>

PWM

?/p>

控制器集成电路,

美国摩托罗拉公司?/p>

硅通用公司

?/p>

Silicon 

General

?/p>

、尤尼特德公司(

Unitrode

)等相继推出一?/p>

PWM 

芯片,典型产品有

MC3520 

?/p>

SG3524 

?/p>

UC3842 

?/p>

90 

年代以来,国外又研制出开关频率达

1MHz 

的高

?/p>

PWM 

?/p>

PFM

(脉冲频率调制)芯片,典型产品如

UC1825 

?/p>

UC1864 

。第二个方向

则是对中,小功率开关电源实现单片集成化。这大致分两个阶段:

80 

年代初意?/p>

法半导体有限公司?/p>

SGS

?/p>

Thomson

)率先推?/p>

L4960 

系列单片开关式稳压器。该

公司?/p>

90 

年代又推出了

L4970A 

系列。其特点是将脉宽调制器、功率输出级、保

护电路等集成在一个芯片中,使用时需配工频变压器与电网隔离,适于制作低压

输出?/p>

5.1

?/p>

40V

?/p>

、大中功率(

400W 

以下?/p>

、大电流?/p>

1.5A

?/p>

10A

?/p>

、高效率(可?/p>

?/p>

90%

)的开关电源。但从本质上讲,它仍?/p>

DC/DC 

电源变换器?/p>

 

1994 

年,美国动力?/p>

Power

)公司在世界上首先研制成功三端隔离式脉宽?/p>

制型单片开关电源,被人们誉为“顶级开关电源?/p>

。其第一代产品为

TOPSwitch 

?/p>

列,第二代产品则?/p>

1997 

年问世的

TOPSwitch-II 

系列。该公司?/p>

1998 

年又推出

了高效、小功率、低价格的四端单片开关电?/p>

TinySwitch 

系列。在这之后,

Motorola 

公司?/p>

1999 

年又推出

MC33370 

系列五端单片开关电源,亦称高压功率

开关调节器?/p>

HighVoltage Power Switching Regulator

?/p>

。目前,单片开关电?/p>

已形成四大系列、近

70 

种型号的产品?/p>

 

TOPSwitch-11 

    

根据封装形式?/p>

TOPSwitch

?/p>

II 

可划分成三种类型?/p>

TOP221Y~227Y

?/p>

TO-220 

?/p>

装)

?/p>

TOP221P~224P

?/p>

DIP-8 

封装?/p>

?/p>

TOP221G~224G

?/p>

SMD-8 

封装?/p>

,产品分类详?/p>

表1

 

。其中以

TOP227Y 

的输出功率为最大?/p>

 

2.1 TOPSwitch-11 

    (1)TOPSWitch-II 

内部包括振荡器、误差放大器、脉宽调制器、门电路、高

压功率开关管?/p>

MOSFET

?/p>

、偏置电路、过流保护电路、过热保护及上电复位电路?/p>

关断/自动重启动电路。它通过高频变压器使输出端与电网完全隔离,使用安?/p>

可靠。它属于漏极开路输出的电流控制型开关电源。由于采?/p>

CMOS 

电路,使器件

功耗显著降低?/p>

 

   (2)

只有三个引出端:

控制?/p>

C 

?/p>

源极

S 

?/p>

漏极

D

?/p>

可同三端线性稳压器相媲美,

能以最简方式构成无工频变压器的反激式开关电源。为完成多种控制、偏置及?/p>

护功能,

C 

?/p>

D 

均属多功能引出端,实现了一脚多用。以控制端为例,它具有三

项功能:

①该端电?/p>

VC 

为片内并联调整器和门驱动级提供偏压;

②该端电?/p>

IC 

?/p>

调节占空比;③该端还作为电源支路与自动重启动/补偿电容的连接点,通过?/p>

接旁路电容来决定自动重启动的频率,并对控制回路进行补偿?/p>

 

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单片开关电源的发展及其应用

 

   

单片开关电源集成电路具有高集成度?/p>

高性价比?/p>

最简外围电路?/p>

最佳性能?/p>

标、能构成高效率无工频变压器的隔离式开关电源等优点。它?/p>

90 

年代中、后?/p>

相继问世后,便显示出强大的生命力,目前它成为国际上开发中、小功率开关电

源、精密开关电源及电源模块的优选集成电路。由它构成的开关电源,在成本上

与同等功率的线性稳压电源相当,

而电源效率显著提高,

体积和重量则大为减小?/p>

这就为新型开关电源的推广与普及,创造了良好条件?/p>

 

    

开关电源被誉为高效节能电源,它代表着稳压电源的发展方向,现已成为?/p>

压电源的主流产品。近

20 

多年来,集成开关电源沿着下述两个方向不断发展。第

一个方向是对开关电源的核心单元——控制电路实现集成化?/p>

1997 

年国外首先研

制成脉宽调制

?/p>

PWM

?/p>

控制器集成电路,

美国摩托罗拉公司?/p>

硅通用公司

?/p>

Silicon 

General

?/p>

、尤尼特德公司(

Unitrode

)等相继推出一?/p>

PWM 

芯片,典型产品有

MC3520 

?/p>

SG3524 

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UC3842 

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90 

年代以来,国外又研制出开关频率达

1MHz 

的高

?/p>

PWM 

?/p>

PFM

(脉冲频率调制)芯片,典型产品如

UC1825 

?/p>

UC1864 

。第二个方向

则是对中,小功率开关电源实现单片集成化。这大致分两个阶段:

80 

年代初意?/p>

法半导体有限公司?/p>

SGS

?/p>

Thomson

)率先推?/p>

L4960 

系列单片开关式稳压器。该

公司?/p>

90 

年代又推出了

L4970A 

系列。其特点是将脉宽调制器、功率输出级、保

护电路等集成在一个芯片中,使用时需配工频变压器与电网隔离,适于制作低压

输出?/p>

5.1

?/p>

40V

?/p>

、大中功率(

400W 

以下?/p>

、大电流?/p>

1.5A

?/p>

10A

?/p>

、高效率(可?/p>

?/p>

90%

)的开关电源。但从本质上讲,它仍?/p>

DC/DC 

电源变换器?/p>

 

1994 

年,美国动力?/p>

Power

)公司在世界上首先研制成功三端隔离式脉宽?/p>

制型单片开关电源,被人们誉为“顶级开关电源?/p>

。其第一代产品为

TOPSwitch 

?/p>

列,第二代产品则?/p>

1997 

年问世的

TOPSwitch-II 

系列。该公司?/p>

1998 

年又推出

了高效、小功率、低价格的四端单片开关电?/p>

TinySwitch 

系列。在这之后,

Motorola 

公司?/p>

1999 

年又推出

MC33370 

系列五端单片开关电源,亦称高压功率

开关调节器?/p>

HighVoltage Power Switching Regulator

?/p>

。目前,单片开关电?/p>

已形成四大系列、近

70 

种型号的产品?/p>

 

TOPSwitch-11 

    

根据封装形式?/p>

TOPSwitch

?/p>

II 

可划分成三种类型?/p>

TOP221Y~227Y

?/p>

TO-220 

?/p>

装)

?/p>

TOP221P~224P

?/p>

DIP-8 

封装?/p>

?/p>

TOP221G~224G

?/p>

SMD-8 

封装?/p>

,产品分类详?/p>

表1

 

。其中以

TOP227Y 

的输出功率为最大?/p>

 

2.1 TOPSwitch-11 

    (1)TOPSWitch-II 

内部包括振荡器、误差放大器、脉宽调制器、门电路、高

压功率开关管?/p>

MOSFET

?/p>

、偏置电路、过流保护电路、过热保护及上电复位电路?/p>

关断/自动重启动电路。它通过高频变压器使输出端与电网完全隔离,使用安?/p>

可靠。它属于漏极开路输出的电流控制型开关电源。由于采?/p>

CMOS 

电路,使器件

功耗显著降低?/p>

 

   (2)

只有三个引出端:

控制?/p>

C 

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源极

S 

?/p>

漏极

D

?/p>

可同三端线性稳压器相媲美,

能以最简方式构成无工频变压器的反激式开关电源。为完成多种控制、偏置及?/p>

护功能,

C 

?/p>

D 

均属多功能引出端,实现了一脚多用。以控制端为例,它具有三

项功能:

①该端电?/p>

VC 

为片内并联调整器和门驱动级提供偏压;

②该端电?/p>

IC 

?/p>

调节占空比;③该端还作为电源支路与自动重启动/补偿电容的连接点,通过?/p>

接旁路电容来决定自动重启动的频率,并对控制回路进行补偿?/p>

 

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单片开关电源的发展及其应用 - 百度文库
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单片开关电源的发展及其应用

 

   

单片开关电源集成电路具有高集成度?/p>

高性价比?/p>

最简外围电路?/p>

最佳性能?/p>

标、能构成高效率无工频变压器的隔离式开关电源等优点。它?/p>

90 

年代中、后?/p>

相继问世后,便显示出强大的生命力,目前它成为国际上开发中、小功率开关电

源、精密开关电源及电源模块的优选集成电路。由它构成的开关电源,在成本上

与同等功率的线性稳压电源相当,

而电源效率显著提高,

体积和重量则大为减小?/p>

这就为新型开关电源的推广与普及,创造了良好条件?/p>

 

    

开关电源被誉为高效节能电源,它代表着稳压电源的发展方向,现已成为?/p>

压电源的主流产品。近

20 

多年来,集成开关电源沿着下述两个方向不断发展。第

一个方向是对开关电源的核心单元——控制电路实现集成化?/p>

1997 

年国外首先研

制成脉宽调制

?/p>

PWM

?/p>

控制器集成电路,

美国摩托罗拉公司?/p>

硅通用公司

?/p>

Silicon 

General

?/p>

、尤尼特德公司(

Unitrode

)等相继推出一?/p>

PWM 

芯片,典型产品有

MC3520 

?/p>

SG3524 

?/p>

UC3842 

?/p>

90 

年代以来,国外又研制出开关频率达

1MHz 

的高

?/p>

PWM 

?/p>

PFM

(脉冲频率调制)芯片,典型产品如

UC1825 

?/p>

UC1864 

。第二个方向

则是对中,小功率开关电源实现单片集成化。这大致分两个阶段:

80 

年代初意?/p>

法半导体有限公司?/p>

SGS

?/p>

Thomson

)率先推?/p>

L4960 

系列单片开关式稳压器。该

公司?/p>

90 

年代又推出了

L4970A 

系列。其特点是将脉宽调制器、功率输出级、保

护电路等集成在一个芯片中,使用时需配工频变压器与电网隔离,适于制作低压

输出?/p>

5.1

?/p>

40V

?/p>

、大中功率(

400W 

以下?/p>

、大电流?/p>

1.5A

?/p>

10A

?/p>

、高效率(可?/p>

?/p>

90%

)的开关电源。但从本质上讲,它仍?/p>

DC/DC 

电源变换器?/p>

 

1994 

年,美国动力?/p>

Power

)公司在世界上首先研制成功三端隔离式脉宽?/p>

制型单片开关电源,被人们誉为“顶级开关电源?/p>

。其第一代产品为

TOPSwitch 

?/p>

列,第二代产品则?/p>

1997 

年问世的

TOPSwitch-II 

系列。该公司?/p>

1998 

年又推出

了高效、小功率、低价格的四端单片开关电?/p>

TinySwitch 

系列。在这之后,

Motorola 

公司?/p>

1999 

年又推出

MC33370 

系列五端单片开关电源,亦称高压功率

开关调节器?/p>

HighVoltage Power Switching Regulator

?/p>

。目前,单片开关电?/p>

已形成四大系列、近

70 

种型号的产品?/p>

 

TOPSwitch-11 

    

根据封装形式?/p>

TOPSwitch

?/p>

II 

可划分成三种类型?/p>

TOP221Y~227Y

?/p>

TO-220 

?/p>

装)

?/p>

TOP221P~224P

?/p>

DIP-8 

封装?/p>

?/p>

TOP221G~224G

?/p>

SMD-8 

封装?/p>

,产品分类详?/p>

表1

 

。其中以

TOP227Y 

的输出功率为最大?/p>

 

2.1 TOPSwitch-11 

    (1)TOPSWitch-II 

内部包括振荡器、误差放大器、脉宽调制器、门电路、高

压功率开关管?/p>

MOSFET

?/p>

、偏置电路、过流保护电路、过热保护及上电复位电路?/p>

关断/自动重启动电路。它通过高频变压器使输出端与电网完全隔离,使用安?/p>

可靠。它属于漏极开路输出的电流控制型开关电源。由于采?/p>

CMOS 

电路,使器件

功耗显著降低?/p>

 

   (2)

只有三个引出端:

控制?/p>

C 

?/p>

源极

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漏极

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可同三端线性稳压器相媲美,

能以最简方式构成无工频变压器的反激式开关电源。为完成多种控制、偏置及?/p>

护功能,

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均属多功能引出端,实现了一脚多用。以控制端为例,它具有三

项功能:

①该端电?/p>

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为片内并联调整器和门驱动级提供偏压;

②该端电?/p>

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调节占空比;③该端还作为电源支路与自动重启动/补偿电容的连接点,通过?/p>

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