TOPSwitchGX系列單片開關(guān)電源的快速設(shè)計法
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需要指出，設(shè)計人員所預(yù)期的輸出功率值可能對應(yīng)于幾種不同型號的芯片。此時從橫坐標(biāo)垂直上移時所遇到的第一條實曲線，就代表輸出功率最小、成本最低的TOPSwitchGX芯片，而遇見的最后一條實曲線，則表示功率最大、效率最高、價格較貴的芯片。應(yīng)根據(jù)實際情況合理地選擇。此外，若UO為5V～12V中間的某一數(shù)值，則可用外插法從兩條曲線中間找一個合適的工作點。注意，適當(dāng)提升輸出電壓可以提高電源效率。例如在一個通用型12V、70W的設(shè)計曲線中，用TOP249Y估計有79.5％的效率，若將輸出電壓提升到19V，效率就將達(dá)到85％。而由TOP249Y構(gòu)成交流230V輸入、輸出為48V、250W的敞開式開關(guān)電源，其效率可達(dá)84.5％。
1.4應(yīng)用實例
例1設(shè)計一個寬范圍輸入、輸出為5V、30W的開關(guān)電源
從圖1所示曲線上可以查出，當(dāng)PO=30W時可選TOP244芯片。此時交點所對應(yīng)的電源效率為67.5％，TOP244的功耗為3.5W。若采用TOP245芯片，則效率可提高到70.5％，功耗也降至2.5W。當(dāng)PD=1.5W時，可選Y封裝的芯片。
例2設(shè)計一個寬范圍輸入、輸出為12V、12W的電源適配器
由圖2上可以查出，適合PO=12W的芯片型號有兩種：TOP243、TOP244。所不同的是選擇TOP243時，η=82％，PD=0.7W；若選TOP244，則η=83％，PD=0.5W，考慮到電源適配器密封在塑料盒內(nèi)，散熱條件較差，要求Tjmin≤100℃。對于DIP8B封裝的芯片，在印制板上用232mm2敷銅箔作散熱器時，其芯片結(jié)溫到周圍空氣的總熱阻RθA=35℃/W。假定最高環(huán)境溫度TAM=50℃，塑料盒內(nèi)還有大約20℃的溫升△T，即盒內(nèi)溫度T'A=TAM＋△T=70℃。根據(jù)下式可計算出額定輸出時芯片的最低結(jié)溫：
圖4固定輸入、12V輸出時PD與η、PO的關(guān)系曲線
表2寬范圍輸入、12V輸出時關(guān)鍵元件的典型參數(shù)
| 參數(shù) | TOP242 | TOP243 | TOP244 | TOP245 | TOP246 | TOP247 | TOP248 | TOP249 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| LP(μH) | 2780 | 1358 | 923 | 693 | 462 | 346 | 277 | 231 |
| LP0(μH) | 1.5 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| f0(kHz) | 750 | 800 | 850 | 900 | 950 | 1000 | 1050 | 1100 |
| ZP(mΩ) | 2400 | 1200 | 800 | 600 | 700 | 500 | 400 | 300 |
| ZS(mΩ) | 30 | 15 | 10 | 8 | 6 | 4 | 3 | 2 |
| PL(mW) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
表1寬范圍輸入、5V輸出時關(guān)鍵元件的典型參數(shù)
| 參數(shù) | TOP242 | TOP243 | TOP244 | TOP245 | TOP246 | TOP247 | TOP248 | TOP249 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| LP(μH) | 2780 | 1385 | 923 | 693 | 462 | 346 | 277 | 231 |
| LP0(μH) | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
| f0(kHz) | 750 | 800 | 850 | 900 | 950 | 1000 | 1050 | 1100 |
| ZP(mΩ) | 2000 | 1060 | 700 | 600 | 500 | 300 | 200 | 100 |
| ZS(mΩ) | 12 | 6 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0.75 | 0.5 |
| PL(mW) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
Tjmin=T'A＋RθA·PD
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