单片开关电是国际上90年代才开始流行的新型开关电源芯片
单片开关电源是国际上90年代才开始流行的新型开关电源芯片。本文阐述其快速设计方法。
关键词：单片开关电源快速设计 TOPSwith-Ⅱ
在设计开关电源时,首先面临的问题是如何选择合适的单片开关电源芯片,既能满足要求,又不因选型不当而造成资源的浪费。然
而,这并非易事。原因之一是单片开关电源现已形成四大系列、近70种型号,即使采用同一种封装的不同型号,其输出功率也各不相同;原因之二是选择芯片时,不仅要知道设计的输出功率PO,还必须预先确定开关电源的效率η和芯片的功率损耗PD,而后两个特征参数只有在设计安装好开关电源时才能测出来,在设计之前它们是未知的。
下面重点介绍利用TOPSwitch－II系列单片开关电源的功率损耗（PD）与电源效率（η）、输出功率（PO）关系曲线,快速选择芯片的方法,可圆满解决上述难题。在设计前,只要根据预期的输出功率和电源效率值,即可从曲线上查出最合适的单片开关电源型号及功率损耗值,这不仅简化了设计,还为选择散热器提供了依据。
1 TOPSwitch－II的PD与η、PO关系曲线
TOPSwitch－II系列的交流输入电压分宽范围输入（亦称通用输入）,固定输入（也叫单一电压输
入）两种情况。二者的交流输入电压分别为Ui=85V～265V,230V±15％。
1．1 宽范围输入时PD与η,PO的关系曲线
TOP221～TOP227系列单片开关电源在宽范围输入（85V～265V）的条件下,当UO=＋5V或者＋12V 时,PD与η、PO的关系曲线分别如图1、图2所示。这里假定交流输入电压最小值Uimin=85V,最高交流输入电压Uimax=265V。图中的横坐标代表输出功率PO,纵坐标表示电源效率η。所画出的7条实线分别对应于TOP221～TOP227的电源效率,而15条虚线均为芯片功耗的等值线（下同）。
1．2 固定输入时PD与η、PO的关系曲线
TOP221～TOP227系列在固定交流输入（230V±15％）条件下,当UO=＋5V或＋12V时,PD与η、PO 的关系曲线分别如图3、图4所示。
这两个曲线族对于208V、220V、240V也同样适用。现假定Uimin=195V,Uimax=265V。
2 正确选择TOPSwitch－II芯片的方法
利用上述关系曲线迅速确定TOPSwitch－II芯片型号的设计程序如下：
（1）首先确定哪一幅曲线图适用。例如,当Ui=85V～265V,UO=＋5V时,应选择图1。而当Ui=220V(即230V－230V×4.3％),UO=＋12V时,就只能选图4;
（2）然后在横坐标上找出欲设计的输出功率点位置（PO）;
（3）从输出功率点垂直向上移动,直到选中合适芯片所指的那条实曲线。如不适用,可继续向上查找另一条实线;
（4）再从等值线（虚线）上读出芯片的功耗PD。进而还可求出芯片的结温（Tj）以确定散热片的大小;
（5）最后转入电路设计阶段,包括高频变压器设计,外围元器件参数的选择等。
下面将通过3个典型设计实例加以说明。
例1：设计输出为5V、300W的通用开关电源
通用开关电源就意味着交流输入电压范围是85V～265V。又因UO=＋5V,故必须查图1所示的曲线。首先从横坐标上找到PO=30W的输出功率点,然后垂直上移与TOP224的实线相交于一点,由纵坐标上查出该点的η=71.2％,最后从经过这点的那条等值线上查得PD=2.5W。这表明,选择TOP224就能输出30W功率,并且预期的电源效率为71.2％,芯片功耗为2.5W。
若觉得η=71.2％的效率指标偏低,还可继续往上查找TOP225的实线。同理,选择TOP225也能输出30W功率,而预期的电源效率将提高到75％,芯片功耗降至1.7W。
根据所得到的PD值,进而可完成散热片设计。这是因为在设计前对所用芯片功耗做出的估计是完全可信的。
例2：设计交流固定输入230V±15％,输出为直流12V、30W开关电源。
根据已知条件,从图4中可以查出,TOP223是最佳选择,此时PO=30W,η=85.2％,PD=0.8W。
例3：计算TOPswitch－II的结温
这里讲的结温是指管芯温度Tj。假定已知从结到器件表面的热阻为RθA(它包括TOPSwitch－II管芯到外壳的热阻Rθ1和外壳到散热片的热阻Rθ2)、环境温度为TA。再从相关曲线图中查出PD值,即可用下式求出芯片的结温：
Tj=PD·RθA＋TA (1)
举例说明,TOP225的设计功耗为1.7W,RθA=20℃/W,TA=40℃,代入式（1）中得到Tj=74℃。设计时必须保证,在最高环境温度TAM下,芯片结温Tj低于100℃,才能使开关电源长期正常工作。
3 根据输出功率比来修正等效输出功率等参数
3．1 修正方法
如上所述,PD与η,PO的关系曲线均对交流输入电压最小值作了限制。图1和图2规定的Uimin=85V,而图3与图4规定Uimin=195V（即230V－230V×15％）。若交流输入电压最小值不符合上述规定,就会直接影响芯片的正确选择。此时须将实际的交流输入电压最小值Uimin′所对应的输入功率PO′,折算成Uimin为规定值时的等效功率PO,才能使用上述4图。折算系数亦称输出功率比（PO′/PO）用K表示。TOPSwitch－II在宽范围输入、固定输入两种情况下,K与U′min的特性曲线分别如图5、图6中的实线所示。需要说明几点：
（1）图5和图6的额定交流输入电压最小值Uimin依次为85V,195V,图中的横坐标仅标出Ui在低端的电压范围。
（2）当Uimin′>Uimin时K>1,即PO′>PO,这表明原来选中的芯片此时已具有更大的可用功率,必要时可选输出功率略低的芯片。当Uimin′（3）设初级电压为UOR,其典型值为135V。但在Uimin′<85V 时,受TOPSwitch－II调节占空比能力的限制,UOR会按线性规律降低UOR′。此时折算系数K=UOR′/UOR<1。图5和图6中的虚线表示UOR′/UOR与Uimin′的特性曲线,利用它可以修正初级感应电压值。
现将对输出功率进行修正的工作程序归纳如下：
（1）首先从图5、图6中选择适用的特性曲线,然后根据已知的Uimin′值查出折算系数K。
（2）将PO′折算成Uimin为规定值时的等效功率PO,有公式
P O=P O′/K（2）
（3）最后从图1～图4中选取适用的关系曲线,并根据PO值查出合适的芯片型号以及η、PD参数值。
下面通过一个典型的实例来说明修正方法。
例4：设计12V,35W的通用开关电源
已知Uimin=85V,假定Uimin′=90％×115V=103.5V。从图5中查出K=1.15。将PO′=35W、K=1.15一并代入式（2）中,计算出PO=30.4W。再根据PO值,从图2上查出最佳选择应是TOP224型芯片,此时
η=81.6％,PD=2W。
若选TOP223,则η降至73.5％,PD增加到5W,显然不合适。倘若选TOP225型,就会造成资源浪费,因为它比TOP224的价格要高一些,且适合输出40W～60W的更大功率。
3．2 相关参数的修正及选择
（1）修正初级电感量
在使用TOPSwitch－II系列设计开关电源时,高频变压器以及相关元件参数的典型情况见表1,这些数值可做为初选值。当Uimin′ LP′=KLP（3） 表1 高频变压器及其相关元件参数的典型值 参数TOP221 TOP222 TOP223 TOP224 TOP225 TOP226 TOP227 高频变压器初级电感LP（μH）8650 4400 2200 1475 1100 880 15 高频变压器初级泄漏电感 LPO（μH）175 90 45 30 22 18 15 次级开路时高频变压的谐振频率f o（kHz）400 450 500 550 600 650 700 初级级圈电阻RP（mΩ）5000 1800 650 350 250 175 140 次级级圈电阻Rs（mΩ）20 12 7 5 4 3.5 3 输出滤波电感的直流电阻RL1（mΩ）40 32 25 20 16 13 10 共模扼流圈的直流电阻RL2(mΩ)400 370 333 300 267 233 200 查表1可知,使用TOP224时,LP=1475μH。当K=1.15时,LP′=1.15×1475=1696μH。 表2 光耦合器参数随Uimin′的变化 （2）对其他参数的影响 当Uimin的规定值发生变化时,TOPSwitch－II的占空比亦随之改变,进而影响光耦合器中的LED工作电流IF、光敏三极管发射极电流IE也产生变化。此时应根据表2对IF、IE进行重新调整。 TOPSwitch－II独立于Ui、PO的电源参数值,见表3。这些参数一般不受Uimin变化的影响。 表3独立于Ui、PO的电源参数值 （3）输入滤波电容的选择 输入滤波电容器C1的容量与电源效率、输出功率密切相关。对于宽范围输入的开关电源,C1的容量取μF作单位时,可按比例系数3μF/W,例如,当PO=30W时,C1=（3μF/W）×30W=90μF,以此类推。在固定输入时,比例系数变成1μF/W,上例中的C1就变在30μF。在设计开关电源时还需注意C1的容量误差要尽量小,以免影响开关电源的性能。当C1的容量太小时,会降低TOPSwitch－II的可用功率。上例中,若将宽范围输入时的C1容量由30μF改成20μF,则输出功率会降低15％;当C1<20μF时,会造成可用功率更显著地下降。 此外,C1的容量大小还决定着直流高压UI的数值。图1与图2实际上是在UI=105V情况下绘制的,而图3和图4是在UI=256V情况下获得的。这充分体现了C1对U1的影响。 常用开关电源芯片大全 第1章DC-DC电源转换器/基准电压源 DC-DC 电源转换器 1. 低噪声电荷泵DC-DC电源转换器AAT3113/AAT3114 2. 低功耗开关型DC-DC电源转换器ADP3000 3. 高效3A开关稳压器AP1501 4. 高效率无电感DC-DC电源转换器FAN5660 5. 小功率极性反转电源转换器ICL7660 6. 高效率DC-DC电源转换控制器IRU3037 7. 高性能降压式DC-DC电源转换器ISL6420 8. 单片降压式开关稳压器L4960 9. 大功率开关稳压器L4970A 高效率单片开关稳压器L4978 高效率升压/降压式DC-DC电源转换器L5970 14. 高效率1A降压单片开关稳压器LM1575/LM2575/LM2575HV 降压单片开关 稳压器LM2576/LM2576HV 16. 可调升压开关稳压器LM2577 降压开关稳压器LM2596 18. 高效率5A 开关稳压器LM2678 19. 升压式DC-DC电源转换器LM2703/LM2704 20. 电流模式升压式电源转换器LM2733 21. 低噪声升压式电源转换器LM2750 22. 小型75V降压式稳压器LM5007 23. 低功耗升/降压式DC-DC电源转换器LT1073 24. 升压式DC-DC电源转换器LT1615 25. 隔离式开关稳压器LT1725 26. 低功耗升压电荷泵LT1751 27. 大电流高频降压式DC-DC电源转换器 LT176 5 28. 大电流升压转换器LT1935 29. 高效升压式电荷泵LT1937 30. 高压输入降压式电源转换器LT1956 32. 高压升/ 降压式电源转换器LT3433 TOP开关电源芯片工作原理及应用电路 -------------------------------------------------------------------------------- TOP开关电源芯片工作原理及应用电路 1.什么叫TOP开关电源芯片 TOP开关电源的芯片组是三端离线式脉宽调制单片开关集成电路TOP(ThreeterminalofflinePWM)的简称,TOP将PWM控制器与功率开关MOSFET合二为一封装在一起，。采用TOP开关集成电路设计开关电源，可使电路大为简化，体积进一步缩小，成本也明显降低。 2.TOP开关结构及工作原理 2.1 结构 TOP开关集各种控制功能、保护功能及耐压700V的功率开关MOSFET于一体，采用TO220或8脚DIP封装。少数采用8脚封装的TOP开关，除D、C两引脚外，其余6脚实际连在一起，作为S端，故仍系三端器件。三个引出端分别是漏极端D、源极端S和控制端C。其中，D是内装MOSFET的漏极，也是内部电流的检测点，起动操作时，漏极端由一个内部电流源提供内部偏置电流。控制端C控制输出占空比，是误差放大器和反馈电流的输入端。在正常操作时，内部的旁路调整端提供内部偏置电流，且能在输入异常时，自动锁定保护。源极端S是MOSFET的源极，同时是TOP开关及开关电源初级电路的公共接地点及基准点。图1 为TOP开关电源芯片的内部结构电路图 图1TOP开关内部工作原理框图 2.2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（SA W），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。 （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，Q=0，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 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、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标、能构成高效率无工频变压器的隔离式开关电源等优点。它于90 年代中、后期相继问世后，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。这就为新型开关电源的推广与普及，创造了良好条件。 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，现已成为稳压电源的主流产品。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。1997 年国外首先研制成脉宽调制（PWM）控制器集成电路，美国摩托罗拉公司、硅通用公司（Silicon General）、尤尼特德公司（Unitrode）等相继推出一批PWM 芯片，典型产品有MC3520 、SG3524 、UC3842 。90 年代以来，国外又研制出开关频率达1MHz 的高速PWM 、PFM（脉冲频率调制）芯片，典型产品如UC1825 、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－法半导体有限公司（SGS－Thomson）率先推出L4960 系列单片开关式稳压器。该公司于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（5.1～40V）、大中功率（400W 以下）、大电流（1.5A～10A）、高效率（可超过90%）的开关电源。但从本质上讲，它仍属DC/DC 电源变换器。 1994 年，美国动力（Power）公司在世界上首先研制成功三端隔离式脉宽调制型单片开关电源，被人们誉为“顶级开关电源”。其第一代产品为TOPSwitch 系列，第二代产品则是1997 年问世的TOPSwitch-II 系列。该公司于1998 年又推出了高效、小功率、低价格的四端单片开关电源TinySwitch 系列。在这之后，Motorola 公司于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（HighVoltage Power Switching Regulator）。目前，单片开关电源已形成四大系列、近70 种型号的产品。 TOPSwitch-11 根据封装形式，TOPSwitch－II 可划分成三种类型：TOP221Y~227Y（TO-220 封装），TOP221P~224P（DIP-8 封装），TOP221G~224G（SMD-8 封装），产品分类详见表１。其中以TOP227Y 的输出功率为最大。 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（MOSFET）、偏置电路、过流保护电路、过热保护及上电复位电路、关断／自动重启动电路。它通过高频变压器使输出端与电网完全隔离，使用安全可靠。它属于漏极开路输出的电流控制型开关电源。由于采用CMOS 电路，使器件功耗显著降低。 (2)只有三个引出端：控制端C 、源极S 、漏极D，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、偏置及保护功能，C 、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该端电压VC 为片内并联调整器和门驱动级提供偏压；②该端电流IC 能调节占空比；③该端还作为电源支路与自动重启动／补偿电容的连接点，通过外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。 DC-DC开关电源管理芯片的设计 引言 电源是一切电子设备的心脏部分，其质量的好坏直接影响电子设备的可靠性。而开关电源更为如此，越来越受到人们的重视。目前的计算机设备和各种高效便携式电子产品发展趋于小型化，其功耗都比较大，要求与之配套的电池供电系统体积更小、重量更轻、效率更高，必须采用高效率的DC/ DC开关稳压电源。 目前电力电子与电路的发展主要方向是模块化、集成化。具有各种控制功能的专用芯片，近几年发展很迅速集成化、模块化使电源产品体积小、可靠性高，给应用带来极大方便。 从另一方面说在开关电源DC-DC变换器中，由于输入电压或输出端负载可能出现波动, 应保持平均直流输出电压应能够控制在所要求的幅值偏差范围内，需要复杂的控制技术，于是各种PWM空制结构的研究就成为研究的热点。在这样的前提下，设计开发开关电源DC-DC控制芯片，无论是从经济，还是科学研究上都是是很有价值的。 1.开关电源控制电路原理分析 DC- DC变换器就是利用一个或多个开关器件的切换，把某一等级直流输入电压变换成 另一等级直流输出电压。在给定直流输入电压下，通过调节电路开关器件的导通时间来控制平均输出电压控制方法之一就是采用某一固定频率进行开关切换，并通过调整导通区间 长度来控制平均输出电压，这种方法也称为脉宽调制［PWM法。 PWM从控制方式上可以分为两类，即电压型控制(voltage mode con trol )和电流型 控制(current modecontrol )。电压型控制方式的基本原理就是通过误差放大器输出信号与一固定的锯齿波进行比较，产生控制用的PW信号。从控制理论的角度来讲，电压型控制方式是一种单环控制系统。电压控制型变换器是一个—阶系统，它有两个状态变量：输出滤波电容的电压和输出滤波电感的电流。二阶系统是一个有条件稳定系统，只有对控制电路进行精心的设计和计算后，在满足一定的条件下，闭环系统方能稳定的工作。图即为电压型控制的原理框图。 1 NCP1203 PWM Current?Mode Controller for Universal Off?Line Supplies Featuring Standby and Short Circuit Protection Housed in SOIC?8 or PDIP?8 package, the NCP1203 represents a major leap toward ultra?compact Switchmode Power Supplies and represents an excellent candidate to replace the UC384X devices. Due to its proprietary SMARTMOS t Very High V oltage Technology, the circuit allows the implementation of complete off?line AC?DC adapters, battery charger and a high?power SMPS with few external components. With an internal structure operating at a fixed 40 kHz, 60 kHz or 100 kHz switching frequency, the controller features a high?voltage startup FET which ensures a clean and loss?less startup sequence. Its current?mode control naturally provides good audio?susceptibility and inherent pulse?by?pulse control. When the current setpoint falls below a given value, e.g. the output power demand diminishes, the IC automatically enters the so?called skip cycle mode and provides improved efficiency at light loads while offering excellent performance in standby conditions. Because this occurs at a user adjustable low peak current, no acoustic noise takes place. The NCP1203 also includes an efficient protective circuitry which, in presence of an output over load condition, disables the output pulses while the device enters a safe burst mode, trying to restart. Once the default has gone, the device auto?recovers. Finally, a temperature shutdown with hysteresis helps building safe and robust power supplies. Features ?Pb?Free Packages are Available ?High?V oltage Startup Current Source ?Auto?Recovery Internal Output Short?Circuit Protection ?Extremely Low No?Load Standby Power ?Current?Mode with Adjustable Skip?Cycle Capability ?Internal Leading Edge Blanking ?250 mA Peak Current Capability ?Internally Fixed Frequency at 40 kHz, 60 kHz and 100 kHz ?Direct Optocoupler Connection ?Undervoltage Lockout at 7.8 V Typical ?SPICE Models Available for TRANsient and AC Analysis ?Pin to Pin Compatible with NCP1200 Applications ?AC?DC Adapters for Notebooks, etc. ?Offline Battery Chargers ?Auxiliary Power Supplies (USB, Appliances, TVs, etc.) SOIC?8 D1, D2 SUFFIX CASE 751 1 MARKING DIAGRAMS PIN CONNECTIONS PDIP?8 N SUFFIX CASE 626 8 xx= Specific Device Code A= Assembly Location WL, L= Wafer Lot Y, YY= Year W, WW= Work Week Adj HV FB CS GND NC V CC Drv (Top View) xxxxxxxxx AWL YYWW 1 8 See detailed ordering and shipping information in the package dimensions section on page 12 of this data sheet. ORDERING INFORMATION https://www.wendangku.net/doc/d012015289.html, 查询1203P60供应商 常用开关电源芯片大 全 常用开关电源芯片大全 第1章DC-DC电源转换器/基准电压源 1.1 DC-DC电源转换器 1.低噪声电荷泵DC-DC电源转换器AAT3113/AAT3114 2.低功耗开关型DC-DC电源转换器ADP3000 3.高效3A开关稳压器AP1501 4.高效率无电感DC-DC电源转换器FAN5660 5.小功率极性反转电源转换器ICL7660 6.高效率DC-DC电源转换控制器IRU3037 7.高性能降压式DC-DC电源转换器ISL6420 8.单片降压式开关稳压器L4960 9.大功率开关稳压器L4970A 10.1.5A降压式开关稳压器L4971 11.2A高效率单片开关稳压器L4978 12.1A高效率升压/降压式DC-DC电源转换器L5970 13.1.5A降压式DC-DC电源转换器LM1572 14.高效率1A降压单片开关稳压器LM1575/LM2575/LM2575HV 15.3A降压单片开关稳压器LM2576/LM2576HV 16.可调升压开关稳压器LM2577 17.3A降压开关稳压器LM2596 18.高效率5A开关稳压器LM2678 19.升压式DC-DC电源转换器LM2703/LM2704 20.电流模式升压式电源转换器LM2733 21.低噪声升压式电源转换器LM2750 22.小型75V降压式稳压器LM5007 23.低功耗升/降压式DC-DC电源转换器LT1073 24.升压式DC-DC电源转换器LT1615 25.隔离式开关稳压器LT1725 26.低功耗升压电荷泵LT1751 27.大电流高频降压式DC-DC电源转换器LT1765 28.大电流升压转换器LT1935 29.高效升压式电荷泵LT1937 30.高压输入降压式电源转换器LT1956 31.1.5A升压式电源转换器LT1961 32.高压升/降压式电源转换器LT3433 33.单片3A升压式DC-DC电源转换器LT3436 34.通用升压式DC-DC电源转换器LT3460 35.高效率低功耗升压式电源转换器LT3464 36.1.1A升压式DC-DC电源转换器LT3467 37.大电流高效率升压式DC-DC电源转换器LT3782 38.微型低功耗电源转换器LTC1754 39.1.5A单片同步降压式稳压器LTC1875 40.低噪声高效率降压式电荷泵LTC1911 41.低噪声电荷泵LTC3200/LTC3200-5 42.无电感的降压式DC-DC电源转换器LTC3251 43.双输出/低噪声/降压式电荷泵LTC3252 44.同步整流/升压式DC-DC电源转换器LTC3401 45.低功耗同步整流升压式DC-DC电源转换器LTC3402 46.同步整流降压式DC-DC电源转换器LTC3405 47.双路同步降压式DC-DC电源转换器LTC3407 48.高效率同步降压式DC-DC电源转换器LTC3416 49.微型2A升压式DC-DC电源转换器LTC3426 50.2A两相电流升压式DC-DC电源转换器LTC3428 51.单电感升/降压式DC-DC电源转换器LTC3440 52.大电流升/降压式DC-DC电源转换器LTC3442 53.1.4A同步升压式DC-DC电源转换器LTC3458 54.直流同步降压式DC-DC电源转换器LTC3703 55.双输出降压式同步DC-DC电源转换控制器LTC3736 56.降压式同步DC-DC电源转换控制器LTC3770 Yuming电子知识系列 Power Management Power Management 电源管理 IC Yuming Sun Jul, 2011 Jul2011 yuming924@https://www.wendangku.net/doc/d012015289.html, CONTENTS 础知识 ?基础知识 ?LDO Regulator ?Switching Regulator (DC-DC) ?Charge Pump（电荷泵） Ch P ?W-LED Driver ?Voltage Reference (电压参考/基准源) Voltage Reference( ?Reset IC (Voltage Detector) ?MOSFET Driver ?PWM Controller 基础知识 Portable Device 便携电子产品常用电源 电力资源-电源管理IC-用电设备 IC ：5、3.3、2.5、1.8、1.2、0.9V 等；电力用电电 源管马达：3、6、12V ；LED 灯背光；资源 设备理 IC LCD 屏：12、-5V ；AC Rectifier/PWM IC ）AC ：110、220V DC C t 升降压DC DC Ch P 等整流：PWM IC （3843或VIPER12）、开关电源DC 或电池 DC Converter ：LDO 、升降压DC-DC 、Charge Pump 等。Reset IC 或电压检测：如808、809。电池管理：保护IC 、充电管理（4054Fuel Gauge 等。电池管理保护、充电管理）、g 等DC 或电池AC Inverter/逆变：for CCFL …… （比喻：电荷-水、电流-水流、电容-水桶、电压-水压。） FSGM0765RWDTUFSL106HR 、FSL106MR 、FSL116LR 、 开关电源常用芯片 FSCQ1265RTYDTU 、 FSCQ1565RTYDTUFSDL321 FSDH321 、FSDL0165RN 、FSDM0265RNB 、FSDH0265RN 、 FSDM0365RNB 、 FSDL0365RN 、 FSDM0465REWDTU FSDM0565REWDTU 、FSDM07652REWDTU FSDM311A 、FSEZ1016AMY 、 FSEZ1317NY 、 Fairchild 仙童（飞兆）系列开关电源驱动芯片 FAN100MY 、 FAN102MY 、FAN103MY 、 FAN6208 、 FAN6300AMY 、 FAN6754AMRMY 、FAN6862TY 、 FAN6921MRMY 、FAN6961SZ 、FAN7346MX 、FAN7384MX 、 FAN7319MX 、FAN7527BMX 、FAN7527BN 、FAN7554N 、 FAN7554DFAN7621 、FAN7621SSJ 、FAN7621B 、FAN7631 、 FAN7930CMX ；FAN6204MYFL103 、FL6300A 即 FAN6300 、 FL6961 、FL7701 、FL7730 、FL7732 、FL7930B 、 FLS0116 、FLS3217 、FLS3247 、FLS1600XS 、 FLS1800XS 、 FLS2100XSFSFR1600 、 FSFR1600XSL 、 FSFR1700 、FSFR1700XS 、FSFR1700XSL 、FSFR1800 、 FSFR1800XS 、 FSFR1800XSL 、FSFR2100XSL 、 FSFR2100FSCQ0565RTYDTU 、FSCQ0765RTYDTU 、FSDM311 、 LM2930T-5.0 5.0V低压差稳压器 LM2930T-8.0 8.0V低压差稳压器 LM2931AZ-5.0 5.0V低压差稳压器(TO-92) LM2931T-5.0 5.0V低压差稳压器 LM2931CT 3V to 29V低压差稳压器(TO-220,5PIN) 线性LM2940CT-5.0 5.0V低压差稳压器 LM2940CT-8.0 8.0V低压差稳压器 LM2940CT-9.0 9.0V低压差稳压器 LM2940CT-10 10V低压差稳压器 LM2940CT-12 12V低压差稳压器 LM2940CT-15 15V低压差稳压器 LM123K 5V稳压器(3A) LM323K 5V稳压器(3A) LM117K 1.2V to 37V三端正可调稳压器(1.5A) LM317LZ 1.2V to 37V三端正可调稳压器(0.1A) 线性LM317T 1.2V to 37V三端正可调稳压器(1.5A) LM317K 1.2V to 37V三端正可调稳压器(1.5A) LM133K 三端可调-1.2V to -37V稳压器(3.0A) LM333K 三端可调-1.2V to -37V稳压器(3.0A) LM337K 三端可调-1.2V to -37V稳压器(1.5A) LM337T 三端可调-1.2V to -37V稳压器(1.5A) 线性LM337LZ 三端可调-1.2V to -37V稳压器(0.1A) LM150K 三端可调1.2V to 32V稳压器(3A) LM350K 三端可调1.2V to 32V稳压器(3A) 线性LM350T 三端可调1.2V to 32V稳压器(3A) 线性LM138K 三端正可调1.2V to 32V稳压器(5A) LM338T 三端正可调1.2V to 32V稳压器(5A) LM338K 三端正可调1.2V to 32V稳压器(5A) LM336-2.5 2.5V精密基准电压源 LM336-5.0 5.0V精密基准电压源 LM385-1.2 1.2V精密基准电压源 LM385-2.5 2.5V精密基准电压源 LM399H 6.9999V精密基准电压源 LM431ACZ 精密可调2.5V to 36V基准稳压源 LM723 高精度可调2V to 37V稳压器 LM105 高精度可调4.5V to 40V稳压器 LM305 高精度可调4.5V to 40V稳压器 MC1403 2.5V基准电压源 MC34063 充电控制器 TOP204-单片开关电源原理及应用 1前言 开关电源自20世纪70年代开始应用以来，涌现出许多功能完备的集成控制电路，使开关电源电路日益简化，工作频率不断提高，效率大大提高，并为电源小型化提供了广阔的前景。三端离线式脉宽调制单片开关集成电路 TOP(Threeterminaloffline)将PWM控制器与功率开关MOSFET合二为一封装在一起，已成为开关电源IC发展的主流。采用TOP开关集成电路设计开关电源，可使电路大为简化，体积进一步缩小，成本也明显降低。 2.TOP开关结构及工作原理 2.1结构 TOP开关集各种控制功能、保护功能及耐压700V的功率开关MOSFET于一体，采用TO 220或8脚DIP封装。少数采用8脚封装的TOP开关，除D、C两引脚外，其余6脚实际连在一起，作为S端，故仍系三端器件。三个引出端分别是漏极端D、源极端S和控制端C。其中，D是内装MOSFET的漏极，也是内部电流的检测点，起动操作时，漏极端由一个内部电流源提供内部偏置电流。控制端C控制输出占空比，是误差放大器和反馈电流的输入端。在正常操作时，内部的旁路调整端提供内部偏置电流，且能在输入异常时，自动锁定保护。源极端S是MOSFET 的源极，同时是TOP开关及开关电源初级电路的公共接地点及基准点。 2.2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， DCDC电源设计方案 1、DC/DC电源电路简介 DC/DC电源电路又称为DC/DC转换电路，其主要功能就是进行输入输出电压转换。一般我们把输入电源电压在72V以内的电压变换过程称为DC/DC转换。常见的电源主要分为车载与通讯系列和通用工业与消费系列，前者的使用的电压一般为48V、36V、24V等，后者使用的电源电压一般在24V以下。不同应用领域规律不同，如PC中常用的是12V、5V、3.3V，模拟电路电源常用5V 15V，数字电路常用3.3V等。结合到本公司产品，这里主要总结24V以下的DC/DC电源电路常用的设计方案。 2、DC/DC转换电路分类 DC/DC转换电路主要分为以下三大类： （1）稳压管稳压电路。 （2）线性(模拟）稳压电路。 （3）开关型稳压电路 3、稳压管稳压电路设计方案 稳压管稳压电路电路结构简单，但是带负载能力差，输出功率小，一般只为芯片提供基准电压，不做电源使用。比较常用的是并联型稳压电路，其电路简图如图(1)所示， 选择稳压管时一般可按下述式子估算： (1) Uz=V out; (2)Izmax=(1.5-3)I Lmax (3)Vin=(2-3)V out 这种电路结构简单，可以抑制输入电压的扰动，但由于受到稳压管最大工作电流限制，同时输出电压又不能任意调节，因此该电路适应于输出电压不需调节，负载电流小，要求不高的场合，该电路常用作对供电电压要求不高的芯片供电。 有些芯片对供电电压要求比较高，例如AD DA芯片的基准电压等，这时候可以采用常用的一些电压基准芯片如MC1403 ,REF02,TL431等。这里主要介绍TL431、REF02的应用方案。 3.1 TL431常用电路设计方案 TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准电压源。它的输出 --------------------------------------------------------------------------- 常用开关电源芯片大全 第1章DC-DC电源转换器/基准电压源 1.1 DC-DC电源转换器 1.低噪声电荷泵DC-DC电源转换器AAT3113/AAT3114 2.低功耗开关型DC-DC电源转换器ADP3000 3.高效3A开关稳压器AP1501 4.高效率无电感DC-DC电源转换器FAN5660 5.小功率极性反转电源转换器ICL7660 6.高效率DC-DC电源转换控制器IRU3037 7.高性能降压式DC-DC电源转换器ISL6420 8.单片降压式开关稳压器L4960 9.大功率开关稳压器L4970A 10.1.5A降压式开关稳压器L4971 11.2A高效率单片开关稳压器L4978 12.1A高效率升压/降压式DC-DC电源转换器L5970 13.1.5A降压式DC-DC电源转换器LM1572 14.高效率1A降压单片开关稳压器LM1575/LM2575/LM2575HV 15.3A降压单片开关稳压器LM2576/LM2576HV 16.可调升压开关稳压器LM2577 17.3A降压开关稳压器LM2596 18.高效率5A开关稳压器LM2678 19.升压式DC-DC电源转换器LM2703/LM2704 20.电流模式升压式电源转换器LM2733 21.低噪声升压式电源转换器LM2750 22.小型75V降压式稳压器LM5007 23.低功耗升/降压式DC-DC电源转换器LT1073 24.升压式DC-DC电源转换器LT1615 25.隔离式开关稳压器LT1725 常用开关电源芯片大全 第1章DC—ＤC电源转换器/基准电压源 1。１DC-DＣ电源转换器 1.低噪声电荷泵DC—DC电源转换器AAT3１13/AAＴ３11４ 2。低功耗开关型ＤＣ-DC电源转换器ＡＤP3000 ３、高效3A开关稳压器AP1５0１ 4.高效率无电感ＤC-DＣ电源转换器FAN5660 5、小功率极性反转电源转换器ＩＣL766０ 6、高效率ＤC—DC电源转换控制器IRU3０３7 7。高性能降压式DC—DＣ电源转换器IＳＬ6４20 8、单片降压式开关稳压器L４960 9、大功率开关稳压器L4970Ａ 10。1.5A降压式开关稳压器L４97１ 11。2A高效率单片开关稳压器Ｌ4９７８ 12.1Ａ高效率升压/降压式DC-DC电源转换器L5９70 13、1。５A降压式ＤC－DＣ电源转换器LM１572 １４。高效率1Ａ降压单片开关稳压器LM1５７5/LM２５７5/LＭ2575HＶ15。3A降压单片开关稳压器ＬM2576/LM２576ＨV １6、可调升压开关稳压器LM2577 17、3A降压开关稳压器ＬM2596 1８。高效率5A开关稳压器ＬＭ2678 1９、升压式DC—DC电源转换器LＭ2703/LM２70４ ２0、电流模式升压式电源转换器ＬM２７3３ 21、低噪声升压式电源转换器LＭ２750 2２。小型７5Ｖ降压式稳压器LM5０07 23、低功耗升/降压式DC－ＤC电源转换器ＬT１07３ ２4.升压式ＤC-ＤC电源转换器LT1615 ２5、隔离式开关稳压器LT１725 2６。低功耗升压电荷泵LＴ1751 27.大电流高频降压式DC-DC电源转换器LT１７65 28.大电流升压转换器ＬＴ19３５ 29、高效升压式电荷泵ＬT１９37 30。高压输入降压式电源转换器LT１9５６ 31.1。5A升压式电源转换器ＬＴ１9６１ 32。高压升/降压式电源转换器LT3433 ３3、单片3A升压式DC—DC电源转换器LT３４3６ 3４。通用升压式DC-DC电源转换器ＬT3４60 ３5、高效率低功耗升压式电源转换器LT346４ 36、１。1A升压式DC-DC电源转换器LT３4６7 37、大电流高效率升压式ＤC-DC电源转换器LＴ3782 38、微型低功耗电源转换器LTC17５4 39、1。5A单片同步降压式稳压器LTC18７5 40。低噪声高效率降压式电荷泵LTC19１1 ４1、低噪声电荷泵ＬTC3２00/LTC32０0-5 42。无电感得降压式DC-ＤC电源转换器LTC32５1 ４3。双输出/低噪声/降压式电荷泵ＬTC3２5２ 4４。同步整流/升压式ＤＣ-ＤC电源转换器LTC34０1 45、低功耗同步整流升压式DC－DＣ电源转换器ＬTC3402 46、同步整流降压式DC－DC电源转换器LTC3405 4７。双路同步降压式DC-DC电源转换器LTC3407 4８。高效率同步降压式DC—DC电源转换器LTC34１６49、微型2A升压式DC-ＤC电源转换器LTＣ3４２6 5０。2A两相电流升压式ＤＣ－DC电源转换器LＴC3４28 51.单电感升/降压式DC－DC电源转换器LTＣ３４４０ 52。大电流升／降压式DＣ—DＣ电源转换器LTC3442 ５3、1。4A同步升压式DC－ＤC电源转换器LＴＣ345８ 54.直流同步降压式DC-DC电源转换器LTC3703 55、双输出降压式同步DC－DC电源转换控制器ＬTC３736 ５6。降压式同步DC－DC电源转换控制器LTC３770 常用开关电源芯片大全 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT 常用开关电源芯片大全 第1章DC-DC电源转换器/基准电压源 DC-DC电源转换器 1.低噪声电荷泵DC-DC电源转换器AAT3113/AAT3114 2.低功耗开关型DC-DC电源转换器ADP3000 3.高效3A开关稳压器AP1501 4.高效率无电感DC-DC电源转换器FAN5660 5.小功率极性反转电源转换器ICL7660 6.高效率DC-DC电源转换控制器IRU3037 7.高性能降压式DC-DC电源转换器ISL6420 8.单片降压式开关稳压器L4960 9.大功率开关稳压器L4970A 高效率单片开关稳压器L4978 高效率升压/降压式DC-DC电源转换器L5970 14.高效率1A降压单片开关稳压器LM1575/LM2575/LM2575HV 降压单片开关稳压器LM2576/LM2576HV 16.可调升压开关稳压器LM2577 降压开关稳压器LM2596 18.高效率5A开关稳压器LM2678 19.升压式DC-DC电源转换器LM2703/LM2704 20.电流模式升压式电源转换器LM2733 21.低噪声升压式电源转换器LM2750 22.小型75V降压式稳压器LM5007 23.低功耗升/降压式DC-DC电源转换器LT1073 24.升压式DC-DC电源转换器LT1615 25.隔离式开关稳压器LT1725 26.低功耗升压电荷泵LT1751 27.大电流高频降压式DC-DC电源转换器LT1765 28.大电流升压转换器LT1935 29.高效升压式电荷泵LT1937 常用电源的电源稳压器件如下：79L05 负5V稳压器 79L06 负6V稳压器 79L08 负8V稳压器 79L09 负9V稳压器 79L12 负12V稳压器 79L15 负15V稳压器 79L18 负18V稳压器 79L24 负24V稳压器 LM1575T-3.3 3.3V简易开关电源稳压器(1A) LM1575T-5.0 5V简易开关电源稳压器(1A) LM1575T-12 12V简易开关电源稳压器(1A) LM1575T-15 15V简易开关电源稳压器(1A) LM1575T-ADJ 简易开关电源稳压器(1A可调1.23 to 37) LM1575HVT-3.3 3.3V简易开关电源稳压器(1A) LM1575HVT-5.0 5V简易开关电源稳压器(1A) LM1575HVT-12 12V简易开关电源稳压器(1A) LM1575HVT-15 15V简易开关电源稳压器(1A) LM1575HVT-ADJ 简易开关电源稳压器(1A可调1.23 to 37) LM2575T-3.3 3.3V简易开关电源稳压器(1A) LM2575T-5.0 5V简易开关电源稳压器(1A) LM2575T-12 12V简易开关电源稳压器(1A) LM2575T-15 15V简易开关电源稳压器(1A) LM2575T-ADJ 简易开关电源稳压器(1A可调1.23 to 37) LM2575HVT-3.3 3.3V简易开关电源稳压器(1A) LM2575HVT-5.0 5V简易开关电源稳压器(1A) LM2575HVT-12 12V简易开关电源稳压器(1A) LM2575HVT-15 15V简易开关电源稳压器(1A) LM2575HVT-ADJ 简易开关电源稳压器(1A可调1.23 to 37) LM2576T-3.3 3.3V简易开关电源稳压器(3A) LM2576T-5.0 5.0V简易开关电源稳压器(3A) LM2576T-12 12V简易开关电源稳压器(3A) DK106(BOM)-5V1A 功能描述 DK106芯片是专用小功率开关电源控制芯片，广泛用于电源适配器、LED电源、电磁炉、空调、DVD等小家电产品。 一、产品特点 ?采用双芯片设计，高压开关管采用双极型晶体管设计，以降低产品成本；控制电路采用大规模MOS数字电路设计,并采用E极驱动方式驱动双极型晶体芯片,以提高高压开关管的安全耐压值。内建自供电电路，不需要外部给芯片提供电源，有效的降低外部元件的数量及成本。 ?芯片内集成了高压恒流启动电路，无需外部加启动电阻。 ?内置过流保护电路，防过载保护电路，输出短路保护电路，温度保护电路及光藕失效保护电路。 ?内置斜坡补偿电路，保证在低电压及大功率输出时的电路稳定。 ?内置PWM振荡电路，并设有抖频功能，保证了良好的EMC特性。 ?内置变频功能，待机时自动降低工作频率，在满足欧洲绿色能源标准（<0.3W）同时，降低了输出电压的纹波。 ?内置高压保护，当输入母线电压高于保护电压时，芯片将自动关闭并进行延时重启。 ?内建斜坡电流驱动电路，降低了芯片的功耗并提高了电路的效率。 ?4KV防静电ESD测试。 二、功率范围 输入电压(85～264V ac ) (85～145V ac ) (180～264V ac ) 最大输出功率 6W 8W 8W 三、封装与引脚定义 引脚符号功能描述引 脚符号功能描述 1Gnd 接地引脚。1HV 2Gnd 接地引脚。2Nc 空脚或接地。3Fb 反馈控制端。3Fb 反馈控制端。4Vcc 供电引脚。 4Vcc 供电引脚。 5678 Collector 输出引脚，连接芯片内高压开关管Col-lector 端，与开关变压器相连。 7,8 Collector 输出引脚，连接芯片内高压开关管Col-lector 端，与开关变压器相连。 5,6GND 引脚接地。 四、内部电路框图常用开关电源芯片大全
TOP开关芯片资料
单片开关电源的发展及其应用
DCDC开关电源管理芯片的设计
1203P60 PWM开关电源芯片
常用开关电源芯片大全复习课程
Power Management-电源管理IC
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2015新DK106高性能开关电源管理芯片