Eigenschaften des Single-Chip-Schaltnetzteils
(1) Zu den internen Komponenten von TopSwitch II gehören ein Oszillator, ein Fehlerverstärker, ein Pulsweitenmodulator, eine Gate-Schaltung, ein Hochspannungs-Leistungsschalttransistor (MOSFET), eine Vorspannungsschaltung, eine Überstromschutzschaltung, ein Überhitzungsschutz und eine Einschalt-Reset-Schaltung sowie eine Abschalt-/Automatik-Neustart-Schaltung. Es isoliert das Ausgangsende durch einen Hochfrequenztransformator vollständig vom Stromnetz und ist daher sicher in der Anwendung. Es handelt sich um ein stromgesteuertes Schaltnetzteil mit Open-Drain-Ausgang. Durch die Verwendung von CMOS-Schaltungen wird der Stromverbrauch des Geräts erheblich reduziert.
(2) Es gibt nur drei Ausgangsanschlüsse: Steueranschluss C, Source-Pol S und Drain-Pol D, was mit einem linearen Regler mit drei Anschlüssen vergleichbar ist und auf einfachste Weise ein Flyback-Schaltnetzteil ohne Netzfrequenztransformator bilden kann. Um verschiedene Steuer-, Vorspannungs- und Schutzfunktionen zu erreichen, gehören sowohl C als auch D zu multifunktionalen Ausgangsanschlüssen, wodurch ein Fuß für mehrere Zwecke erreicht wird. Am Beispiel des Steuerendes hat es drei Funktionen: ① Die Spannung VC an diesem Ende liefert die Vorspannung für den On-Chip-Parallelregler und die Gate-Antriebsstufe; ② Der Strom-IC an diesem Ende kann den Arbeitszyklus anpassen; ③ Dieses Ende dient auch als Verbindungspunkt zwischen dem Stromversorgungszweig und dem automatischen Neustart-/Kompensationskondensator und bestimmt die Frequenz des automatischen Neustarts über einen externen Bypass-Kondensator und kompensiert den Steuerkreis.
(3) Der Bereich der Eingangswechselspannung ist extrem groß. Bei Verwendung eines Festspannungseingangs kann eine Wechselspannung von 220 V ± 15 % gewählt werden. Bei einer Wechselspannung mit einem weiten Bereich von 85-265 V muss die maximale Ausgangsleistung um 40 % reduziert werden. Der Eingangsfrequenzbereich eines Schaltnetzteils beträgt 47-440 Hz.
Der typische Wert der Schaltfrequenz beträgt 100 kHz und der Bereich der Tastverhältnisanpassung beträgt 1,7 % bis 67 %. Die Energieeffizienz beträgt etwa 80 %, mit einem Maximum von 90 %, was fast doppelt so hoch ist wie bei einem linearen integrierten Spannungsregler. Der Arbeitstemperaturbereich beträgt 0-70 Grad und die höchste Sperrschichttemperatur des Chips beträgt Tjm=135 Grad.
(5) Das grundlegende Funktionsprinzip von TopSwitch II besteht darin, den Rückkopplungsstrom IC zu verwenden, um den Arbeitszyklus D anzupassen und eine Spannungsstabilisierung zu erreichen. Wenn beispielsweise die Ausgangsspannung VOT eines Schaltnetzteils aus irgendeinem Grund verursacht wird, wird die Fehlerspannung Vrt D ↓ Vo ↓ durch die Optokoppler-Rückkopplungsschaltung konstant gehalten, wodurch Vo unverändert bleibt. Das Gegenteil ist auch der Fall.
(6) Die Peripherieschaltung ist einfach und die Kosten sind gering. Extern müssen nur Gleichrichterfilter, Hochfrequenztransformatoren, Primärschutzschaltungen, Rückkopplungsschaltungen und Ausgangsschaltungen angeschlossen werden. Die Verwendung solcher Chips kann auch die durch Schaltnetzteile erzeugten elektromagnetischen Störungen verringern.
