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TOP242-250中文数据手册.pdf
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更新于2023-03-03
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TOP242-250中文数据手册,我用的是TOP244,Y型塑料封装,该IC是POWER INTEGRATIONS公司出品的,开关电源方面用的比较多
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TOP242-250
1
版本 O 11/05
图 1. 典型的反激式应用
产品特色
降低系统成本,提高设计灵活性
• 输出功率更大以适应更高功率的应用
• 使用P/G封装时输出功率在34 W以下都无需散热器
• 节约外围元件成本
• 完全集成的缓启动电路降低了器件的应力及输出电压
过冲
• 外部电路实现精确的流限编程
• 更宽的占空比实现更高的输出功率,同时可以使用更
小尺寸的输入滤波电容
• 在Y/R/F封装具有独立的输入线电压检测及流限编程引脚
• 输入欠压(UV)检测可以防止关机时输出的不良波动
• 输入过压(OV)关断电路提高了对输入浪涌的耐受力
• 具有最大占空比(DC
MAX
)降低特点的线电压前馈抑制了
工频纹波并在高输入电压时限制了最大占空比
• 频率调制降低EMI及EMI滤波器成本
• 在零负载时实现输出电压的稳压而无需假负载
• 132 kHz频率调制降低变压器及电源的尺寸
• Y/R/F封装在视频应用时可以选择半频工作
• 迟滞热关断提供自动故障恢复功能
• 热迟滞值较大,防止电路板过热
EcoSmart — 高效节能
• 遥控关机模式下极低的功率消耗(在110 VAC时消耗
80 mW;在230 VAC时消耗160 mW)
• 频率随负载减轻而降低,提高待机效率
• 通过网络/输入端口实现关机/唤醒功能
详述
TOPSwitch-GX采用与TOPSwitch 相同的拓扑电路,以高性
价比将高压MOSFET、PWM控制器、故障自动保护功能
及其它控制电路集成到一个硅片上。TOPSwitch-GX还集
成了多项新功能,可以降低系统成本,提高了设计灵活
性及效率。
除标准的漏极、源极和控制极外,不同封装的TOPSwitch
还另有1至3个引脚,这些引脚根据不同封装形式,可以实
现如下功能:线电压检测(过压/欠压,电压前馈/降低
DC
MAX
)、外部精确设定流限、远程开/关控制、与外部较
低频率的信号同步及频率选择(132 kHz/66 kHz)。
所有封装形式的器件均具备如下相同特性:软启动、132 kHz
开关频率(轻载时自动降低)、可降低EMI的频率调制、
更宽的DC
MAX
、迟滞热关断及更大的爬电距离封装。另
外,所有重要参数(例如流限、频率、PWM增益等)的
温度容差及绝对容差更小、设计更简化,系统成本更低。
PI-2632-060200
AC
IN
DC
OUT
D
S
C
TOPSwitch-GX
CONTROL
L
+
-
FX
输出功率表
产品
3
230 VAC ±15%
4
85-265 VAC
适配器
1
开放式
2
适配器
1
开放式
2
TOP242 P 或 G
TOP242 R
TOP242 Y 或 F
9 W
15 W
10 W
15 W
22 W
22 W
6.5 W
11 W
7 W
10 W
14 W
14 W
TOP243 P 或 G
TOP243 R
TOP243 Y 或 F
13 W
29 W
20 W
25 W
45 W
45 W
9 W
17 W
15 W
15 W
23 W
30 W
TOP244 P 或 G
TOP244 R
TOP244 Y 或 F
16 W
34 W
30 W
28 W
50 W
65 W
11 W
20 W
20 W
20 W
28 W
45 W
TOP245 P 或 G
TOP245 R
TOP245 Y 或 F
19 W
37 W
40 W
30 W
57 W
85 W
13 W
23 W
26 W
22 W
33 W
60 W
TOP246 P 或 G
TOP246 R
TOP246 Y 或 F
21 W
40 W
60 W
34 W
64 W
125 W
15 W
26 W
40 W
26 W
38 W
90 W
TOP247 R
TOP247 Y 或 F
42 W
85 W
70 W
165 W
28 W
55 W
43 W
125 W
TOP248 R
TOP248 Y 或 F
43 W
105 W
75 W
205 W
30 W
70 W
48 W
155 W
TOP249 R
TOP249 Y 或 F
44 W
120 W
79 W
250 W
31 W
80 W
53 W
180 W
TOP250 R
TOP250 Y 或 F
45 W
135 W
82 W
290 W
32 W
90 W
55 W
210 W
®
TOP242-250
TOPSwitch-GX
产品系列
输出功率更大、设计灵活性更强、高效节能的
集成离线式开关IC
表 1. 输出功率表
注释:
1. 环境温度为50 ºC的条件下测量得到的。
2. 最大的实际持续输出功率是在敞开式设计、环境温度为50 ºC的条
件下测量得到的。详情请参考关键应用部分。
3. 关于无铅封装形式,请参考订购信息。
4. 230 VAC或100/115 VAC倍压整流。
November 2005
2
TOP242-250
版本 O 11/05
目录
功能结构图 .................................................................................................................................................................... 3
引脚功能描述 ................................................................................................................................................................. 4
TOPSwitch-GX
产品系列功能描述
................................................................................................................................ 5
控制引脚(C)工作方式 .............................................................................................................................................. 6
振荡器及开关频率 ................................................................................................................................................... 6
PWM及最大占空比 ........................................................................................................................................................ 7
轻载频率降低 .......................................................................................................................................................... 7
误差放大器 .............................................................................................................................................................. 7
可外部编程的片内流限 ............................................................................................................................................ 7
线电压欠压检测(UV) ............................................................................................................................................... 8
线电压过压关断(OV) ............................................................................................................................................... 8
DC
MAX
降低的线电压前馈 .......................................................................................................................................... 8
遥控开/关机及同步 ...................................................................................................................................................... 9
软启动 ..................................................................................................................................................................... 9
关断/自动重启动 ................................................................................................................................................... 9
迟滞过热保护 .......................................................................................................................................................... 9
带隙基准 ................................................................................................................................................................ 10
高压偏置电流源 ..................................................................................................................................................... 10
特色引脚的使用 ........................................................................................................................................................... 10
频率(F)引脚工作方式 ............................................................................................................................................. 10
线电压检测(L)引脚工作方式 .................................................................................................................................. 10
外部流限(X)引脚工作方式 ..................................................................................................................................... 11
多功能(M)引脚工作方式 ........................................................................................................................................ 11
频率 (F) 引脚的典型应用 .............................................................................................................................................. 14
线电压检测 (L) 引脚及外部流限 (X) 引脚的典型应用 ................................................................................................... 15
多功能 (M) 引脚的典型应用 ......................................................................................................................................... 17
应用范例 ...................................................................................................................................................................... 20
高效的30 W输出、宽电压输入电源.............................................................................................................................. 20
高效的70 W输出、封闭式宽电压输入电源 ............................................................................................................ 20
高效的250 W输出、250-380 VDC输入的电源 ....................................................................................................... 22
60 W多路输出、185-265 VAC输入的电源 ............................................................................................................. 23
处理器控制电源的开启/关断 ............................................................................................................................... 24
关键应用考量 ............................................................................................................................................................... 26
TOPSwitch-II
与
TOPSwitch-GX
............................................................................................................................. 26
TOPSwitch-FX
与
TOPSwitch-GX
........................................................................................................................... 28
TOPSwitch-GX
设计考量
....................................................................................................................................... 28
TOPSwitch-GX
布局考量
....................................................................................................................................... 30
快速设计校验清单 ................................................................................................................................................. 32
设计工具 ................................................................................................................................................................ 32
产品规格及测试条件 .................................................................................................................................................... 33
典型性能特性 ............................................................................................................................................................... 40
器件订购信息 ............................................................................................................................................................... 46
器件封装信息 ............................................................................................................................................................... 47
TOP242-250
3
版本 O 11/05
PI-2639-060600
SHUTDOWN/
AUTO-RESTART
PWM
COMPARATOR
CLOCK
SAW
HALF
FREQ.
CONTROLLED
TURN-ON
GATE DRIVER
CURRENT LIMIT
COMPARATOR
INTERNAL UV
COMPARATOR
INTERNAL
SUPPLY
5.8 V
4.8 V
SOURCE (S)
S
R
Q
D
MAX
STOP
SOFT-
START
-
+
CONTROL (C)
LINE-SENSE (L)
EXTERNAL
CURRENT LIMIT (X)
FREQUENCY (F)
-
+
5.8 V
1 V
I
FB
R
E
Z
C
V
C
+
-
LEADING
EDGE
BLANKING
÷ 8
1
HYSTERETIC
THERMAL
SHUTDOWN
SHUNT REGULATOR/
ERROR AMPLIFIER
+
-
DRAIN (D)
ON/OFF
SOFT
START
DC
MAX
V
BG
DC
MAX
V
BG
+ V
T
0
OV/UV
V
I (LIMIT)
CURRENT
LIMIT
ADJUST
LINE
SENSE
SOFT START
LIGHT LOAD
FREQUENCY
REDUCTION
STOP LOGIC
OSCILLATOR WITH JITTER
PI-2641-061200
SHUTDOWN/
AUTO-RESTART
PWM
COMPARATOR
CLOCK
SAW
CONTROLLED
TURN-ON
GATE DRIVER
CURRENT LIMIT
COMPARATOR
INTERNAL UV
COMPARATOR
INTERNAL
SUPPLY
5.8 V
4.8 V
SOURCE (S)
S
R
Q
D
MAX
STOP
SOFT-
START
-
+
CONTROL (C)
MULTI-
FUNCTION (M)
-
+
5.8 V
I
FB
R
E
Z
C
V
C
+
-
LEADING
EDGE
BLANKING
÷ 8
1
HYSTERETIC
THERMAL
SHUTDOWN
SHUNT REGULATOR/
ERROR AMPLIFIER
+
-
DRAIN (D)
ON/OFF
SOFT
START
DC
MAX
V
BG
DC
MAX
V
BG
+ V
T
0
OV/UV
V
I (LIMIT)
CURRENT
LIMIT
ADJUST
LINE
SENSE
SOFT START
LIGHT LOAD
FREQUENCY
REDUCTION
STOP LOGIC
OSCILLATOR WITH JITTER
图 2a. 功能结构框图(Y、R或F封装)
图 2b. 功能结构框图(P或G封装)
4
TOP242-250
版本 O 11/05
引脚功能描述
漏极 (D) 引脚:
高压功率MOSFET的漏极输出。通过内部的开关高压电流
源提供启动偏置电流。漏极电流的内部流限检测点。
控制 (C) 引脚:
误差放大器及反馈电流的输入脚,用于占空比控制。与内
部并联调整器相连接,提供正常工作时的内部偏置电流。
也用作电源旁路和自动重启动/补偿电容的连接点。
线电压检测 (L) 引脚:(仅限Y、R或F封装)
过压(OV)、欠压(UV)、降低DC
MAX
的线电压前馈、远程
开/关和同步的输入引脚。连接至源极引脚则禁用此引
脚的所有功能。
外部流限 (X) 引脚:(仅限Y、R或F封装)
外部流限调节、远程开/关控制和同步的输入引脚。连接
至源极引脚则禁用此引脚的所有功能。
多功能 (M) 引脚:(仅限P或G封装)
此引脚集Y封装的线电压检测(L)及外部流限(X)引脚
功能于一体。是过压(OV )、 欠压 (U V) 、降 低D C
MAX
的线电压前馈、远程开/关和同步的输入引脚。连接至源
极引脚则禁用此引脚的所有功能并使 TOPSwitch-GX 以简
单的三端模式工作(如TOPSwitch-II)。
频率 (F) 引脚:(仅限Y、R或F封装)
选择开关频率的输入引脚:如果连接到源极引脚则开关
频率为132 kHz,连接到控制引脚则开关频率为66 kHz。
P和G封装只能以132 kHz开关频率工作。
源极 (S) 引脚:
这个引脚是功率MOSFET的源极连接点,用于高压功率的
回路。它也是初级控制电路的公共点及参考点。
PI-2724-010802
Tab Internally
Connected to
SOURCE Pin
Y Package (TO-220-7C)
C
D
S
S
S
S
1 C
3 X
2 L
5 F
4 S
7 D
M
P Package (DIP-8B)
G Package (SMD-8B)
R Package (TO-263-7C)
F Package (TO-262-7C)
8
5
7
1
1 2 3 4 5 7
C L X S F D
4
2
3
图 3. 引脚布局
X
PI-2629-092203
DC
Input
Voltage
+
-
D
S
C
CONTROL
L
R
IL
R
LS
12 kΩ
2 MΩ
V
UV
= I
UV
x R
LS
V
OV
=
I
OV
x
R
LS
For RLS =
2
MΩ
DC
MAX
@100 VDC = 78%
DC
MAX
@375 VDC = 38%
For R
IL
= 12 kΩ
I
LIMIT
= 69%
See Figure 54b for
other resistor values
(R
IL
) to select different
I
LIMIT
values
V
UV
= 100 VDC
V
OV
= 450 VDC
PI-2509-040501
DC
Input
Voltage
+
-
D M
S
C
V
UV
= I
UV
x R
LS
V
OV
=
I
OV
x
R
LS
For R
LS
= 2 MΩ
V
UV
= 100 VDC
V
OV
=
450 VDC
DC
MAX
@100 VDC = 78%
DC
MAX
@375 VDC = 38%
CONTROL
R
LS
2 MΩ
PI-2517-022604
DC
Input
Voltage
+
-
D M
S
C
For R
IL
= 12 kΩ
I
LIMIT
= 69%
CONTROL
R
IL
See Figures 54b, 55b
and 56b for other resistor
values (R
IL
) to select
different I
LIMIT
values.
For R
IL
= 25 kΩ
I
LIMIT
= 43%
图 4. Y/R/F封装线电压检测及外部流限设置
图 5. P/G封装线电压检测
图 6. P/G封装外部流限设置
TOP242-250
5
版本 O 11/05
TOPSwitch-GX 产品系列功能描述
与TOPSwitch类似,TOPSwitch-GX也是一款集成式开
关电源芯片,能将控制引脚输入电流转化为高压功率
MOSFET开关输出的占空比。在正常工作情况下,功率
MOSFET的占空比随控制引脚电流的增加而线性减少,
如图7所示。
TOPSwitch-GX除了象三端TOPSwitch一样,具有高压
启动、逐周期电流限制、环路补偿电路、自动重启动、热
关断等特性,还综合了多项能降低系统成本、提高电源
性能和设计灵活性的附加功能。此外,TOPSwitch-GX
采用了专利高压CMOS技术,能以高性价比将高压功率
MOSFET和所有低压控制电路集成到一片集成电路中。
TOPSwitch-GX增加了频率、线电压检测和外部电流限制
(仅限Y、R或F封装)引脚或一个多功能引脚(P或G封
装),以实现一些新的功能。将如上引脚与源极引脚连
接时,TOPSwitch-GX以类似 TOPSwitch的三端模式工作,
在此种模式下,TOPSwitch-GX仍能实现如下多项功能而无
需其他外围元件:
1. 完全集成的10 ms软启动,限制启动时的峰值电流和
电压,显著降低或消除大多数应用中的输出过冲。
2. DC
MAX
可达78%,允许使用更小的输入存储电容,所需
输入电压更低或具备更大输出功率能力。
3. 轻载时频率降低,降低开关损耗,保持多路输出电源
中良好的交叉稳压精度。
4. 采用较高的132 kHz开关频率,可减少变压器尺寸,
并对EMI没有显著影响。
5. 频率调制功能可降低EMI。
6. 迟滞过热关断功能确保器件在发生热故障时自动恢复。
滞后时间较长可防止电路板过热。
7. 采用缺省引脚及引线的封装,可提供更大的漏极爬电
距离。
8. 绝对容差更小,降低温度变化对开关频率、电流限制
及PWM增益的影响。
线电压检测(L)引脚通常用于线电压检测,通过一个电阻
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DC
MAX
的线电压前馈。在此模式之下,电阻值
确定OV/UV的阈值,且DC
MAX
从电路电压超过欠压阈值时
开始线性减少。见表2和图11。
此引脚还可用于远程开/关控制及同步输入。
外部流限(X)引脚通常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。此引脚也可用作两种
模式下的远程开/关控制和同步输入。见表2和图11。
在P和G封装中,多功能引脚组合了线电压检测及外部流限
引脚功能,但其中某些功能不能同时实现,如表3所示。
在Y、R和F封装中,频率引脚与源极相连时开关频率设置
为132 kHz的缺省值。而与控制引脚连接时,频率减半。
此引脚最好不要悬空。
PI-2633-011502
Duty Cycle (%)
I
C
(mA)
TOP242-5 1.6 2.0
TOP246-9 2.2 2.6
TOP250 2.4 2.7
5.2 6.0
5.8 6.6
6.5 7.3
I
CD1
I
B
Auto-restart
I
L
= 125 µA
I
L
< I
L(DC)
I
L
= 190 µA
78
10
38
Frequency (kHz)
I
C
(mA)
30
I
CD1
I
B
Auto-restart
132
Note: For P and G packages I
L
is replaced with I
M
.
I
L
< I
L(DC)
I
L
= 125 µA
Slope = PWM Gain
I
L
= 190 µA
图 7. 占空比和频率与控制引脚电流的关系
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whut301
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