摘要：三端单片开关电源TOP412/414是美国Powergration公司生产的将PWM控制器和MOSFET功率开关集成在一起的一体化集成控制芯片。本文介绍了该芯片的性能特点和工作原理，给出了典型的应用电路。

    关键词：TOPSwitch 脉宽调制 单片开关电源 TOP412/414

1 引言

TOPSwitch412/414系列器件是美国Powergration公司生产的三端隔离式脉宽调制单片开关电源集成电路。该器件将PWM集成电路和MOSFET功率器件集成在同一芯片中，并具备PWM型开关稳压电源所需的全部功能。同时，它还含有通态可控栅极驱动电路、高压N沟道关场效应管、12kHz振荡器。电路型PWM调制器、高压启动偏置电路、带隙基准、用于环路补偿的并联调整器、误差放大器和故障保护等功能。该器件通过高频变压器使输出端与电网完全隔离，从而实现了无功频变压器隔离的开关电源的单片集成化。TOPSwitch412/414采用SMD-8封装方式，使用6个管脚将热量直接传到电路板上，因而可减少散热装置的成本。

    采用TOPSwitch412/414的开关电源与采用分立的MOSFET功率开关器件及PWM控制器的开关电源相比，具有以下优点：

●成本低廉；

●系统效率高；

●设计简单；

●具有系统级故障保护功能；

●具有较强的应用灵活性；

2 内部结构

TOPSwitch412/414采用SMD-8型封装形式，8个引脚可简化为3个管脚，即源极S、漏极D和控制极C。其中，源极实际上就是连接内部MOSFET的源极，是初级电路的公共点，同时也是电源回流的基准点。漏极即是连接内部MOSFET的漏极，电路启动时，可通过内部高压开关电流源提供内部偏置电流。

芯片中的控制极是误差放大电路和控制占空比反馈电流的输入端。在正常工作时，由内部并联调整器提供内部偏流。系统关闭时，可激发输入电流、也可作为提供旁路、自动重起和补偿功能的电容连接点。

    TOPSwitch412/414的内部结构框图如图1所示。其内部电路的功能如下：

控制电压源：由控制电压Vc向并联调整器和门驱动极提供偏压，同时控制端电流Ic调节占空比。

带隙基准电压源：带有温度补偿的带隙其准电压用于内部各电路提供各种基准电压和产生MOSFET门极驱动电流。

振荡器：内部振荡器可通过内部电容器在两个电压范围内线性地充放电来产生脉宽调制比所需的锯齿波。振荡频率固定为120kHz，这在电源中有助于减少EMI和提高效率。

PWM调制器：通过改变控制端电流Ic的大小可改变电阻RE的电压降，并经RC滤波后由PWM比较器与锯齿波进行比较，以产生PWM脉宽调制信号来驱动MOSFET管。其脉宽与控制端的电流Ic成反比关系。

栅极驱动电路：栅极驱动电路可按照一定速率导通MOSFET，以减少EMI。为提高精度，栅极驱动也可实现逐周电流限制。

误差放大器：误差放大器的同相端接带隙基准电压源提供的精密