Power Integrations TOP242-250 User Manual

PI-2632-060200

AC

IN

DC

OUT

D

S

C

TOPSwitch-GX

CONTROL

L

+

-

FX

TOP242-250

TOP242-250

TOPSwitch-GX

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

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

• 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

• 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

• 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

• 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

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
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。

®

产品系列

过冲

小尺寸的输入滤波电容

)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

80 mW；在230 VAC时消耗160 mW）

)、外部精确设定流限、远程开／关控制、与外部较

MAX

、迟滞热关断及更大的爬电距离封装。另

MAX

MAX

图 1. 典型的反激式应用

输出功率表

15 W
22 W
22 W
25 W
45 W
45 W
28 W
50 W
65 W
30 W
57 W
85 W
34 W
64 W

125 W

70 W

165 W

75 W

205 W

79 W

250 W

82 W

290 W

4

6.5 W

85-265 VAC

11 W

7 W

9 W
17 W
15 W
11 W
20 W
20 W
13 W
23 W
26 W
15 W
26 W
40 W
28 W
55 W
30 W
70 W
31 W
80 W
32 W
90 W

November 2005

2

10 W
14 W
14 W
15 W
23 W
30 W
20 W
28 W
45 W
22 W
33 W
60 W
26 W
38 W
90 W
43 W

125 W

48 W

155 W

53 W

180 W

55 W

210 W

3

产品

TOP242 P 或 G

TOP242 R

TOP242 Y 或 F

TOP243 P 或 G

TOP243 R

TOP243 Y 或 F

TOP244 P 或 G

TOP244 R

TOP244 Y 或 F

TOP245 P 或 G

TOP245 R

TOP245 Y 或 F

TOP246 P 或 G

TOP246 R

TOP246 Y 或 F

TOP247 R

TOP247 Y 或 F

TOP248 R

TOP248 Y 或 F

TOP249 R

TOP249 Y 或 F

TOP250 R

TOP250 Y 或 F

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。

230 VAC ±15%

适配器1开放式2适配器1开放式

9 W
15 W
10 W
13 W
29 W
20 W
16 W
34 W
30 W
19 W
37 W
40 W
21 W
40 W
60 W
42 W
85 W
43 W

105 W

44 W

120 W

45 W

135 W

1

版本 O 11/05

TOP242-250

目录

功能结构图 .................................................................................................................................................................... 3

引脚功能描述 ................................................................................................................................................................. 4

TOPSwitch-GX

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

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

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

MAX

TOPSwitch-II与TOPSwitch-GX
TOPSwitch-FX与TOPSwitch-GX
TOPSwitch-GX
TOPSwitch-GX

产品系列功能描述

降低的线电压前馈 .......................................................................................................................................... 8

设计考量
布局考量

................................................................................................................................ 5

............................................................................................................................. 26

........................................................................................................................... 28

....................................................................................................................................... 28

....................................................................................................................................... 30

2

版本 O 11/05

TOP242-250

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)

SRQ

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)

SRQ

D

MAX

STOP

SOFT­START

-

+

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）

3

版本 O 11/05

TOP242-250

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

X

PI-2629-092203

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

CONTROL

L

R

IL

R

LS

12 kΩ

2 MΩ

VUV = IUV x R

LS

V

OV = IOV x RLS

For RLS = 2 MΩ

DC

MAX

@100 VDC = 78%

DC

MAX

@375 VDC = 38%

For RIL = 12 kΩ
I

LIMIT

= 69%

See Figure 54b for
other resistor values
(RIL) to select different
I

LIMIT

values

VUV = 100 VDC
VOV = 450 VDC

PI-2509-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D M

S

C

VUV = IUV x R

LS

V

OV = IOV x RLS

For RLS = 2 MΩ
VUV = 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 (RIL) to select
different I

LIMIT

values.

For R

IL

= 25 kΩ

I

LIMIT

= 43%

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
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。

的线电压前馈、远程

MAX

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。

图 4. Y/R/F封装线电压检测及外部流限设置

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( UV ) 、降 低D C
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）。

版本 O 11/05

图 3. 引脚布局

4

MA X

图 5. P/G封装线电压检测

图 6. P/G封装外部流限设置

TOPSwitch-GX 产品系列功能描述

PI-2633-011502

Duty Cycle (%)

IC (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

IL = 125 µA

IL < I

L(DC)

IL = 190 µA

78

10

38

Frequency (kHz)

IC (mA)

30

I

CD1

I

B

Auto-restart

132

Note: For P and G packages IL is replaced with IM.

IL < I

L(DC)

IL = 125 µA

Slope = PWM Gain

IL = 190 µA

与TOPSwi t ch类似， TOPSwi t ch-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。

TOPSwit ch-GX除 了象三端TO P Switch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：

TOP242-250

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

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

可达78%，允许使用更小的输入存储电容，所需

MAX

的线电压前馈。在此模式之下，电阻值

MAX

图 7. 占空比和频率与控制引脚电流的关系

确定OV/UV的阈值，且DC

从电路电压超过欠压阈值时

MAX

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。

5

版本 O 11/05

TOP242-250

PI-2545-082299

S1 S2 S6 S7 S1 S2 S6 S7S0

S1 S7

S0

S0

5.8 V

4.8 V

S7

0 V

0 V

0 V

V

LINE

V

C

V

DRAIN

V

OUT

Note: S0 through S7 are the output states of the auto-restart counter

2

1

2

3

4

0 V

~

~

~

~

~

~

~

~

~

~

S6 S7

~

~

~

~

~

~

~

~

V

UV

~

~

~

~

~

~

~

~

S2

~

~

控制 (C) 引脚工作

控制引脚是提供供电和反馈电流的低阻抗节点。在正常

工作期间，分流稳压器用来将反馈信号从供电电流中分

离出来。控制引脚电压VC是控制电路（包括MOSFET栅

极驱动在内）的供电电压。应在控制极及源极引脚间就

近放置一个外部旁路电容以提供瞬时栅极驱动电流。连

接到控制脚的所有电容也用于设定自动重启动定时，同

时用于环路补偿。

启动时，整流后的直流高压加在漏极引脚上，MOSFET起

初处于关断状态，通过连接在漏极和控制引脚间的高压电

流源对控制电容充电。当控制引脚电压VC接近5.8 V时，

控制电路被激活并开始软启动。在10 ms左右时间内，软

启动电路使MOSFET的占空比从零逐渐上升到最大值。

在软启动结束时，如果没有外部反馈／供电电流流入控

制引脚，则内部高压开关电流源关断，控制引脚开始根

据控制电路所吸收的供电电流的大小开始放电。如果电

源设计正确，而且不存在开环或输出短路等故障时，在

控制引脚放电到接近下限阈值电压4.8 V之前时（内部电

源欠压锁存阈值），反馈环路将闭合，向控制引脚提供外

部电流。当外部流入的电流将控制引脚充电到5.8 V并联

稳压器电压时，超过芯片所消耗的电流将通过电阻 RE 分流

到源极引脚，如图2所示。流经RE的电流控制MOSFET

的占空比，实现闭合环路调节。在采用初级反馈结构中，

并联稳压器很低的输出阻抗ZC决定了误差放大器的增益。

控制脚的动态阻抗ZC和外接控制脚的电容一起共同决定控

制环路的主极点。

当出现开环或短路等故障而使外部电流无法流入控制引

脚时，控制引脚上的电容开始放电，达到4.8 V时激活自

动重启动电路而关断MOSFET输出，使控制电路进入低电

流的待机模式。高压电流源再次接通并对外接电容充电。

内部带迟滞的电源欠压比较器通过使高压电流源通断来保

持VC值处在4.8 V到5.8 V的区域内，如图8所示。自动重

启动电路中有一个除8的计数器，仅在计满(S7)时才接通输

出MOSFET，用以防止输出MOSFET在八个放电—充电周

期过去前重新导通。通过将自动重启动的占空比减到典型

值4%，可有效地限制TOPSwitch-GX的功耗。自动重启动

模式将不断循环工作直到输出电压稳压通过闭合反馈环

路重新进入受控状态为止。

振荡器和开关频率

内部振荡器使内部电容在两个设定的电压值间线性充放

电，以产生脉宽调制解调器所需的锯齿波电压。在每个

周期的起点，振荡器将脉宽调制解调器／电流限制的触

发器电路置位。

图 8. (1)上电(2)正常工作(3)自动重启动(4)电源关断时的典型波形

6

版本 O 11/05

开关频率一般选择为132 kHz，这使变压器尺寸最小且

PI-2550-092499

128 kHz

4 ms

Time

Switching

Frequency

V

DRAIN

136 kHz

EMI频率低于150 kHz。频率引脚（仅限Y、R及F封装）

与控制脚短接时，开关频率降至66 kHz（频率减半），

这种特性在对噪声敏感的视频应用或高效率待机模式中

非常有用。如果频率引脚与源极引脚相连，则开关频率

为缺省值132 kHz。

为使EMI电平更低，开关频率以250 kHz速率（典型值）

大约±4 kHz的范围内抖动，如图9所示。图46的测量值

显示了增加频率调制后对EMI的改善。

图 9. 开关频率调制（理想化的 V

TOP242-250

波形）

DRAIN

脉宽调制器及最大占空比

脉宽调制器通过驱动输出MOSFET来实现电压模式控制，

其占空比与流入控制脚超过芯片内部消耗所需要的电流成

反比（如图7）。此部分电流在RE两端产生反馈误差信号

（如图2），并由一个转折频率为7 kHz的RC滤波电路进

行滤波，以降低芯片电源电流中由MOSFET栅极驱动产生

的开关噪音。经滤波的误差信号与内部振荡器产生的锯齿

波信号进行比较，产生占空比的波形。控制电流增大时，

占空比减少。由振荡器产生的时钟信号置位触发器电路，

从而导通输出MOSFET。脉宽调制器使此触发器电路复位

而关断输出MOSFET。注意：在占空比开始变化前，必须

有最小电流注入控制脚。

最大占空比DC

按缺省值78%（典型值）设定。但如

MAX

图11所示，当线电压检测或多功能引脚（根据封装不同）

通 过 恰 当 的电 阻 与 经 整 流 的直 流 高 压 总 线 相连 时 ，

随输入电 压 的 增加，最大 占 空比可以从 7 8%降至3 8 %

（典型值）（参见可降低DC

线电压前馈)。

MAX

轻载频率降低

电源输出负载减少时，脉宽调制器根据流入控制引脚的

电流按比例降低占空比。当控制引脚的电流增加时，占

空比线性降低到10%。为保持轻载时的高效率，占空比

低于10%时，频率开始线性下降，直到占空比为0时达到

最低频率（参见图7)。132 kHz和66 kHz工作时，最低频

率一般为30 kHz 和15 kHz。

此特性使电源在轻载时可以较低频率工作，降低了开关损

耗，同时也能保持良好的交叉调节和低输出纹波。

误差放大器

并联调整器也可在初级反馈应用中用作误差放大器。并联

调整器的电压由一个具有温度补偿的带隙基准提供。控制

脚的动态阻抗设置误差放大器的增益。控制脚将外部电路

信号箝位在VC电压的水平。控制脚超出供电电流的部分将

被误差放大器隔离，并流经RE作为电压误差的信号。

可外部编程的片内限流

逐周期的峰值漏电流限制电路以MOSFET的导通电阻作为

电流采样电阻。流限比较器将输出MOSFET导通状态下的

漏-源极电压V

使V

超过阈值电压并在下一个时钟周期开始前关断输

DS(ON)

与一个阈值电压相比较。漏电流太大将

DS(ON)

出MOSFET。流限比较器的阈值电压采用温度补偿，使

输出MOSFET的V

随温度所产生的变化对流限的影响

DS(ON)

最小。TOPSwitch-GX的缺省流限值已在内部预先设定，

但可通过连接在外部流限(X)引脚（仅限Y、R及F封装）

或多功能(M)引脚（P或G封装）和源极引脚间的电阻，

从外部将流限控制在30%到100%缺省流限值之间。在选

择阻值时请参见“典型性能特性”中的图表。由于较大的

TOPSwitch-GX的R

值较小，设定较低的流限值时可选

DS(ON)

择超出所需功率的TOPSwitch-GX来获得更高效率／减少散

热片面积。通过连接在外部流限(X)引脚（仅限Y、R及F封

装）或多功能(M)引脚（P或G封装）和经整流的直流高压

总线间的电阻，流限随线电压的增高而降低，可实现真正

的不受电压变化影响的功率限定工作。使用RCD箝位电

路时，这种功率限制技术能降低高压输入时的最大箝位

电压，能实现更高反射电压的设计并降低箝位损耗。

7

版本 O 11/05

TOP242-250

PI-2637-060600

Oscillator

(SAW)

D

MAX

Enable from

X, L or M Pin (STOP)

Time

输出MOSFET刚导通时，前沿消隐电路将流限比较器抑制

片刻。在设置前沿消隐时间后，如果电源设计正确，电源

初级侧电容产生的电流尖峰及次级端整流器的反向恢复时

间不会引起开关脉冲的提前误关断。

如图52所示，由于MOSFET的动态特性，前沿消隐后的

一段时间内，流限会相对更低些。为避免在正常工作时

误触发电流限制功能，漏极电流的波形应在图示的封闭

区内。

线电压欠压保护 (UV)

在上电时，UV令TOPSwitch-GX在输入电压达到欠压阈值

前保持关断；在断电时，UV防止它在输出失调后自动重

启动。在待机电源等应用中，它能防止关断时由输入大

容量电容缓慢放电而产生的干扰。上电时，UV阈值由连

接在线电压检测（Y、R或F封装）或多功能引脚（P或G封

装）和经整流的高压总线间单电阻设定。电源接通后，

UV阈值降到初始阈值的40%，使输入电压的工作范围更

宽（UV下限阈值）。工作时，如果在电源未失调的情况

下达到UV下限，则此器件将保持关断，直到UV达到上

限为止。如果电源在达到UV下限前电源失调，则器件将

自动重启动。在每个自动重启动周期末(S7)，UV比较器

会被启动。此时若没有超过UV上限值，则MOSFET在下

一个周期内关断（见图8）。如图19及23所示，UV特性

可单独使用，而与OV特性无关。

线电压过压关断 (OV)

过压阈值和UV的设置采用同一电阻。超过此阈值时即强

制TOPSwitch-GX输出关断。从图11可见OV和UV的比率

设为 4.5。当MOSFET关断时，由于漏极没有反馈电压和漏

电感尖峰，经整流的直流高压的抗浪涌冲击的能力增大到

MOSFET的额定电压(700 V)。OV阈值有少量迟滞以防止

噪声引发关断。如图18和32所示，OV特性可单独禁用，

而不影响UV特性。

降低DC

的线电压前馈

MAX

设置UV和OV的电阻同时也用于产生线电压前馈，使输出

纹波最小并减小了输入电压瞬态变化时对输出的影响。

这种前馈的工作方式在图7中以不同的值IL（Y、R或F封

装）或IM（P或G封装）表示。值得注意的是，对于相同

的控制脚电流，更高的线电压会使占空比更小。另外，

最大占空比也从略高于UV阈值时的78%（典型值）降至

OV阈值时的30%（典型值）（见图11）。在TOP248、

TOP249及TOP250正向转换器运用中，在较高线电压时，

限定DC

器饱和 。 在较高线 电 压时，选 择 DC

将有助于防止由大负载瞬态变化引起的变压

MAX

为38 % 可确保

MA X

TOPSwitch-GX的功率在正常工作时不会受到此特性的限制。

图 10. 同步时序图

8

版本 O 11/05

TOP242-250

远程开／关和同步

TOPSwitch-GX可通过控制流入线电压检测脚或流出外部

流限引脚（Y、R或F封装）以及注入或流出多功能引脚

（P或G封装）的电流来接通或关断（见图 11）；另外，

线电压检测脚上连有1 V的输入阈值比较器，此电压阈值

也可用于实现远程开／关控制。因此很容易以几种不同方

式实现TOPSwitch-GX的远程开／控制。把晶体管或光耦的

输出连接在外部流限／线电压检测引脚（Y、R或F封装）

或多功能引脚（P或G封装）和源极引脚之间可以“启动”

此功能（如图23、29和36所示）；连接到线电压检测脚

（Y、R或F封装）或多功能引脚（P或G封装）和控制脚

之间则可“取消”此功能（见图23和图37）。

线电压检测引脚或外部流限（Y、R或F封装）或多功能

引脚（P或G封装）接收到OV、UV和远程开／关等功能

产生的禁止输出信号时，TOPSwitch-GX总是在完成当

可与控制脚的整个充放电时间相同，即47 µF控制脚电容

需时约为125 ms。这种降低功耗的远程关断模式可以取

消即贵又不可靠的线上机械开关。接通和关断序列也可

用微处理器来控制，正如喷墨和激光打印机等应用中所

要求的那样。

软启动

两种片内集成的软启动功 能 通 常 在启 动时 开始 工作 ，

10 ms（典型值）后停止。在此10 ms期间，最大占空比从

0%并线性增加到缺省最大值78%，流限从约85%线性增

长到100%。除启动时外，软启动在每次自动重启动时也

会被激活，包括在远程关断或热关断后的自动重启动和

控制引脚电压(VC)进入滞后调节的重启动。这不仅能有效

地将输出MOSFET、箝位电路和输出整流器在启动时的电

流和电压压力降至最低，还有助于使输出过冲最小，防止

启动期间的变压器饱和。

前的开关周期后，才强制关断输出，如图10所示。内部

振荡器在当前周期结束前渐渐停止振动，直到禁止信号

结束。当上述引脚的信号状态从禁止变为开通时，内部振

荡器开始下一个开关周期。采用这种方法，可通过此引脚

将TOPSwitch-GX与任何外部信号进行同步，其同步频率在

内部开关频率与20 kHz之间。

如上所述，远程开／关特性使TOPSwitch-GX逐周期瞬间接

通／关断，并具备很小的延迟。此外，此远程开／关功能可

用作TOPSwitch-GX的待机或电源开关，使之长时间处于极

低功耗状态。如果处于远程关断状态的时间可使控制引脚

内部放电到4.8 V内部欠压阈值（47 µF的控制引脚电容约

需时32 ms），则控制引脚进入迟滞调节模式。在此模式

下，控制引脚在4.8 V到5.8 V间进行充放电周期转换（见

上述控制脚工作原理一节），并彻底放完高压直流输入，

而且功耗很低（230 VAC输入时M或X引脚开路时典型值

为160 mW）。进入此模式后，当TOPSwitch-GX被远程

接通，它在控制脚电压再次达到5.8 V时执行正常的软启

关断／自动重启动

为使TOPSwitch-GX在故障情况下的功耗最小，关断／自

动重启动电路在输出失调情 况下，一般按4%的自动重

启动占空比接通和断开电源。失调中断外部电流流入控

制脚，VC调节也从分流模式进入迟滞自动重启动模式，

在控制脚工作一节中有所介绍。当故障情况去除，电源

输出变为可调，VC调节也进入分流模式，电源又恢复正

常工作。

迟滞过热保护

TOPSwitch-GX由精密的模拟电路提供温度保护，当结温

超过热关断温度（典型值140 °C）时，该电路就关断输

出MOSFET，当结温冷却到迟滞温度以下时，自动恢复

并重新正常工作。此芯片采用70 °C的较大迟滞值，可以

防止连续故障情况下PCB板过热。当电源过热关断后，

VC的调节进入迟滞模式，控制脚上的波形为4.8 V到5.8 V

间（典型值）的锯齿波。

动程序。在最差情况下，从远程开启到启动的延迟时间

9

版本 O 11/05

TOP242-250

带隙基准

TOPSwitch-GX内部所有的关键电压均来自于一个具有温

度补偿的带隙基准。此基准电压还用于产生一个具有温

度补偿特性的电流基准，经调整此电流基准能精确设定开

关频率、MOSFET栅极驱动电流、流限和线路过压／欠压

阈值。TOPSwitch-GX改善了电路性能，使以上这些重要参

数的绝对容差更严格，且相对于温度的变化更小。

高压偏置电流源

在启动或迟滞模式工作时，高压电流源从漏极引脚输入，

为TOPSwitch-GX器件提供偏置，并对控制脚的外接电容

充电。在自动重启动、远程关断和过热关断时，器件进入

迟滞工作模式。此时电流源通断的有效占空比约为35%，

此占空比由控制脚充电 (IC)、放电电流和I

的比率决定。

CD2

正常工作情况下，输出MOSFET接通，此电流源关断。

电流源开关可以在漏极电压波形上产生小干扰，但这属

于正常情况。

关频率（图 14）。此外，图 15所示电路实例可将待机模

式的开关频率从正常工作时的132 kHz降为66 kHz，这使

待机电源功耗较低。

运用线电压检测 (L ) 引脚（Y、R或F封装）

当线电压检测引脚有电流注入时，它相当于最大电流为

+400 µA（典型值）的2.6 V左右的电压源。在+400 µA

时，这个引脚为一个恒定的电流源，请参见图12a。另外

此引脚上还连接了一个阈值为1 V的比较器，可以检测此

引脚是否与源极引脚短接。

线电压检测引脚可提供四种功能：OV、UV、降低DC

MAX

的线电压前馈和远程开／关。将此引脚和源极引脚短接

可禁用这四种功能。通常通过连接到线电压检测引脚和

经整流的高压直流总线间的电阻来检测输入电压，并实

现OV、UV、降低DC

下，电阻值确定OV/UV电压阈值，而且DC

的线电压前馈功能。在此模式

MAX

在整流直流

MAX

高压刚超过UV阈值时开始线性降低。此引脚也可用作远

特色引脚的使用

程开／关和同步输入。表 2是这些功能可能的组合，图16

至图40是电路举例。线电压检测引脚I/V曲线的具体功能

运用频率 (F) 引脚

频率引脚是一个数字输入引脚 ， 限 Y 、 R或 F封 装 。频

率引脚与源极引脚短路时选择132 kHz的额定开关频率

（图 13），此方式适合于大多数应用。另外一些应用可能

希望开关频率较低，如对噪声敏感的视频应用，这时可

描述如图11所示（右手侧），横轴正极方向代表注入线

电压检测引脚的电流，纵轴的涵义根据功能不同而不同。

对于控制输出开／关的UV、OV和远程开关，纵轴代表输

出的使能／禁止状态。电流IUV（典型值+50 µA，30 µA

的迟滞）时触发UV，达到IOV（典型值+225 µA，8 µA迟

通过将频率引脚与控制引脚短接来选择减半的66 kHz开

线电压检测及外部电流流限引脚表*

插图编号 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
三端工作

欠压

过压

线电压正向反馈 (DC

过载功率限制

外部流限

远程开／关

*此表格仅仅列举了部分线电压检测和外部R流限引脚可能采用配置。

表 2. 典型的线电压检测和外部流限引脚配置

t

MAX

3

3 3 3 3 3

3 3 3 3 3

)

3 3 3 3

3

3 3 3 3 3 3

3 3 3 3 3 3 3

10

版本 O 11/05

TOP242-250

滞）时触发OV，在UV和OV阈值之间允许输出使能。对

于降低DC

馈将最大占空比从I

的电压前馈，纵轴代表占空比的幅度，此前

MAX

（典型值 +60 µA）时的78%降低为

L(DC)

IOV (+225 µA) 时的38%。

运用外部流限 (X) 引脚（Y、R或F封装）

电流从外部流限引脚流出时，它相当于最大电流 -240 µA

（典型值）的1.3 V左右的电压源。在-240 µA时，此引

脚转化为恒流电流源(请参见图12a)。

使用外部流限引脚可获得两种功能：外部流限和远程开

关。将外部流限引脚与源极引脚短接可禁用这两种功能。

在高效应用中，将此引脚通过一个电阻和源极引脚相连，

可从外部将流限降到接近峰值电流。表2是此引脚的几种

可能的组合。在图11所示的功能描述中，横轴（左手侧）

代表外部流限引脚的电流，纵轴的涵义根据功能不同而不

同。对于远程开关等控制输出开／状态的功能，纵轴代表

输出的允许／禁止状态；对于外部流限功能，纵轴代表

I

的幅度。流限编程范围和如何选择恰当的阻值请参

LIMIT

见典型特性章节中的图示。

排斥。比如，线电压检测特性就无法和外部流限设定同

时使用。电流注入多功能引脚时，它相当于最大电流为

+400 µA(典型值)的2.6 V左右的电压源。在+400 µA时，

此引脚为电流的恒定电流源。电流从多功能引脚流出时，

它相当于最大电流为-240 µA（典型值）的1.3 V左右的

电压源。在-240 µA时，它转换为恒流电流源。请参见

图12b。

多功能引脚可提供五种功能：OV、UV、降低DC

MAX

的

线电压前馈、外部流限和远程开／关。短路多功能引脚

和源极引脚可以禁用这五种功能，迫使TOPSwitch-GX与

TOPSwitch-II一样以三端模式工作。通常在多功能引脚和

整流的高压直流总线间连接一个电阻来检测电压，以实

现OV、UV和降低DC

值确定OV/UV电压阈值，并且DC

的前馈功能。在此模式下，电阻

MAX

在整流直流高压刚

MAX

超过UV阈值时开始线性降低。通过一个电阻连接多功能

引脚和源极引脚，可从外部对流限编程。但在多数应用

中都不需要此功能，因为与Y、R和F封装器件相比，P和

G封装器件减少了内部限流电路，以达到散热要求。因此

建议将多功能引脚用于如上所述的线电压检测，而非降低

运用多功能 (M) 引脚（P和G封装）

P和G封装的多功能引脚集线电压检测和外部流限引脚的

功能于一身，但没有线电压检测引脚所需的1 V阈值比较

器，如图 2b 所示。所有其它功能均保留，但由于某些功

能需要负极性的输入电流(多功能引脚)，它们之间会相互

外部限流。此引脚还可用于远程开／关和同步的输入。

表 3是这些功能可能的组合，图30到图40是电路举例。多

功能引脚 I/V 特性曲线的具体功能描述如图11所示。横轴

正极方向显示注入功能引脚的电流，纵轴根据不同功能代

表不同的涵义。对于控制输出开／关的UV、OV和远程

多功能引脚列表*

插图编号 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
三端工作

欠压

过压

线电压前馈 (DC

过载功率限制

外部流限

远程开／关

*此表仅列出多功能引脚的部分配置。

表 3. 典型的多功能引脚配置

MAX

t

3

3 3 3

3 3 3

)

3 3

3

3 3 3 3

3 3 3 3 3

11

版本 O 11/05

TOP242-250

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 300 350 400

PI-2636-010802

Output

MOSFET

Switching

(Enabled)

(Disabled)

I

LIMIT

(Default)

DC

MAX

(78.5%)

Current

Limit

M Pin

L PinX Pin

Maximum

Duty Cycle

V

BG

-22 µA

-27 µA

V

BG

+ V

TP

I

I

I

I

I

UV

I

REM(N)

I

OV

Pin Voltage

Note: This figure provides idealized functional characteristics with typical performance values. Please refer to the parametric
table and typical performance characteristics sections of the data sheet for measured data.

X and L Pins (Y, R or F Package) and M Pin (P or G Package) Current (µA)

Disabled when supply
output goes out of
regulation

图 11. 多功能引脚（P或G封装）、线电压检测及外部流限引脚（Y、R或F封装）的特性曲线

开／关，纵轴代表输出的允许／禁止状态。电流IUV（典

型值+50 µA）时触发UV，IOV（典型值 +225 µA带30 µA

的迟滞）时触发OV。在UV和OV阈值之间输出导通。对

的线电压前馈功能，纵轴

MAX

的线电压前馈将

MAX

于外部电流限制、降低DC

代表I

LIM IT

和DC

的幅度。降低DC

MAX

最大占空比从I

（典型值+60 µA）时的78%降低为I

M(DC)

（典型值+225 µA）时的38%。只有当多功能引脚电流为

负值时才能用外部流限功能。流限编程范围和如何选择

恰当的阻值请参见典型特性章节中的图示。

OV

12

版本 O 11/05

VBG + V

T

1 V

V

BG

240 µA

400 µA

CONTROL (C)

Y, R and F Package

(Voltage Sense)

(Positive Current Sense - Under-Voltage,

Overvoltage, ON/OFF Maximum Duty

Cycle Reduction)

(Negative Current Sense - ON/OFF,

Current Limit Adjustment)

PI-2634-022604

TOPSwitch-GX

LINE-SENSE (L)

EXTERNAL CURRENT LIMIT (X)

VBG + V

T

V

BG

240 µA

400 µA

CONTROL (C)

MULTI-FUNCTION (M)

(Positive Current Sense - Under-Voltage,

Overvoltage, Maximum Duty

Cycle Reduction)

(Negative Current Sense - ON/OFF,

Current Limit Adjustment)

PI-2548-022604

TOPSwitch-GX

P and G Package

图 12a. 线电压检测(L)和外部流限(X)引脚输入简图

TOP242-250

图 12b. 多功能引脚(M)输入简图

13

版本 O 11/05

TOP242-250

PI-2654-071700

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

CONTROL

F

PI-2655-071700

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

CONTROL

F

PI-2656-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

STANDBY

QS can be an optocoupler output.

CONTROL

F

20 kΩ

R

HF

1 nF

Q

S

47 kΩ

频率 (F) 引脚的典型使用方法

图 13. 全频率工作 (132 kHz) 图 14. 半频率工作 (66 kHz)

14

版本 O 11/05

图15. 半频率待机模式（更高待机效率）

线电压检测 (L) 和外部流限 (X) 引脚的典型使用方法

X F

PI-2617-050100

DC

Input

Voltage

+

-

D

C S D

S

C

CONTROL

L

C L X S F D

PI-2618-081403

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

CONTROL

L

2 MΩR

LS

VUV = IUV x R

LS

V

OV = IOV x RLS

For RLS = 2 MΩ
VUV = 100 VDC
V

OV =

450 VDC

DC

MAX

@100 VDC = 78%

DC

MAX

@375 VDC = 38%

PI-2510-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D M

S

C

VUV = RLS x I

UV

For Value Shown
VUV = 100 VDC

R

LS

6.2 V

2 MΩ

22 kΩ

CONTROL

PI-2620-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

CONTROL

L

2 MΩ

30 kΩ

R

LS

1N4148

V

OV

= I

OV x RLS

For Values Shown
VOV = 450 VDC

X

PI-2623-092303

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

R

IL

For R

IL

= 12 kΩ

I

LIMIT

= 69%

See Figure 54b for
other resistor values
(RIL)

For R

IL

= 25 kΩ

I

LIMIT

= 43%

CONTROL

X

PI-2624-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

2.5 MΩ

R

LS

6 kΩ

R

IL

100% @ 100 VDC
63% @ 300 VDC

I

LIMIT

=

I

LIMIT

=

CONTROL

TOP242-250

图 16. 三端工作（禁止线电压检测和外部流限特性。频率引脚

与源极或控制引脚相连。）

图 18. 仅实现欠压的线电压检测（禁止过压）

图 17. 实现欠压、过压和线电压前馈的线电压检测

图 19. 仅实现过压的线路检测（禁止欠压）。低压时会降低最

大占空比，线电压增高时最大占空比进一步降低

图 20. 外部设定流限

图 21. 流限随电压降低而降低

15

版本 O 11/05

TOP242-250

X

PI-2625-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

ON/OFF

47 KΩ

QR can be an optocoupler
output or can be replaced by
a manual switch.

Q

R

CONTROL

PI-2621-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

CONTROL

L

47 kΩ

Q

R

R

MC

45 kΩ

QR can be an
optocoupler output or
can be replaced
by a manual switch.

ON/OFF

X

ON/OFF

47 kΩ

PI-2626-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

R

IL

Q

R

12 kΩ

For R

IL

=

I

LIMIT

= 69%

25 kΩ

For R

IL

=

I

LIMIT

= 43%

QR can be an optocoupler
output or can be replaced
by a manual switch.

CONTROL

PI-2627-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

CONTROL

L

47 kΩ

Q

R

R

MC

45 kΩ

QR can be an
optocoupler output
or can be replaced
by a manual switch.

ON/OFF

X

R

IL

PI-2622-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

CONTROL

L

47 kΩ

2 MΩ

Q

R

R

LS

ON/OFF

For RLS = 2 MΩ

VUV = 100 VDC
VOV = 450 VDC

QR can be an optocoupler
output or can be replaced
by a manual switch.

X

ON/OFF

47 kΩ

PI-2628-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

CONTROL

L

R

IL

R

LS

Q

R

2 MΩ

VUV = IUV x R

LS

V

OV = IOV x RLS

DC

MAX

@100 VDC = 78%

DC

MAX

@375 VDC = 38%

12 kΩ

For R

IL

=

I

LIMIT

= 69%

QR can be an optocoupler
output or can be replaced
by a manual switch.

线电压检测 (L) 和外部流限 (X) 引脚的典型使用方法（继上）

图 22. 控制信号为高电平时开机的远程开／关控制电路 图 23. 控制信号为高电平时关机的远程开／关控制电路。

最大占空比会降低

图 24. 使用外部流限设定功能实现的控制信号为高电平时开机

图 25. 用外部设定流限来取消远程开／关

的远程开／关控制电路

图 26. 用线电压检测来取消远程开／关 图 27. 用线电压检测和外部设定流限来启动远程开／关

16

版本 O 11/05

X

PI-2629-092203

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

CONTROL

L

R

IL

R

LS

12 kΩ

2 MΩ

VUV = IUV x R

LS

V

OV = IOV x RLS

For RLS = 2 MΩ

DC

MAX

@100 VDC = 78%

DC

MAX

@375 VDC = 38%

For RIL = 12 kΩ
I

LIMIT

= 69%

See Figure 54b for
other resistor values
(RIL) to select different
I

LIMIT

values

VUV = 100 VDC
VOV = 450 VDC

线电压检测 (L) 和外部流限 (X) 引脚的典型使用方法（继上）

PI-2640-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

CONTROL

L

ON/OFF

47 kΩ

QR can be an optocoupler
output or can be replaced by
a manual switch.

300 kΩ

Q

R

PI-2508-081199

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

CONTROL

M

C

D S

C D S

S

S S

M

PI-2509-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D M

S

C

VUV = IUV x R

LS

V

OV = IOV x RLS

For RLS = 2 MΩ
VUV = 100 VDC
V

OV =

450 VDC

DC

MAX

@100 VDC = 78%

DC

MAX

@375 VDC = 38%

CONTROL

R

LS

2 MΩ

PI-2510-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D M

S

C

VUV = RLS x I

UV

For Value Shown
VUV = 100 VDC

R

LS

6.2 V

2 MΩ

22 kΩ

CONTROL

PI-2516-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D M

S

C

V

OV

= I

OV x RLS

For Values Shown
VOV = 450 VDC

CONTROL

R

LS

1N4148

2 MΩ

30 kΩ

图 28. 线电压检测和外部设定流限 图 29. 启动远程开／关

多功能 (M) 引脚的典型使用方法

TOP242-250

图 30. 三端工作（禁止多功能特性） 图 31. 欠压、过压和线电压前馈的线电压检测

图 32. 仅实现欠压的线电压检测

图 33. 仅实现过压的线电压检测（禁止欠压）。低压时会降低

最大占空比，线电压增高时最大占空比进一步降低

17

版本 O 11/05

TOP242-250

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 (RIL) to select
different I

LIMIT

values.

For R

IL

= 25 kΩ

I

LIMIT

= 43%

PI-2518-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D M

S

C

CONTROL

R

IL

RLS2.5 MΩ

6 kΩ

100% @ 100 VDC
63% @ 300 VDC

I

LIMIT

=

I

LIMIT

=

PI-2519-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

Q

R

ON/OFF

M

CONTROL

QR can be an optocoupler
output or can be replaced
by a manual switch.

47 kΩ

PI-2522-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

R

MC

45 kΩ

M

CONTROL

Q

R

QR can be an optocoupler
output or can be replaced
by a manual switch.

ON/OFF

47 kΩ

多功能 (M) 引脚的典型使用方法（继上）

图 34. 外部设定流限（通常无必要 — 参考M引脚工作描述）

图 36. 启动远程开／关

图 35. 流限随电压降低而降低（通常无必要 — 参考M引脚工作

描述）

图 37. 取消远程开／关。降低最大占空比

版本 O 11/05

18

多功能 (M) 引脚的典型使用方法（继上）

PI-2520-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

Q

R

R

IL

M

CONTROL

12 kΩ

For R

IL

=

I

LIMIT

= 69%

QR can be an optocoupler
output or can be replaced
by a manual switch.

ON/OFF

47 kΩ

25 kΩ

For R

IL

=

I

LIMIT

= 43%

PI-2521-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

R

IL

R

MC

24 kΩ

12 kΩ

M

CONTROL

Q

R

2R

IL

R

MC

=

QR can be an optocoupler
output or can be replaced
by a manual switch.

ON/OFF

47 kΩ

PI-2523-040501

DC

Input

Voltage

+

-

D

S

C

R

LS

M

For RLS = 2 MΩ

VUV = 100 VDC
VOV = 450 VDC

CONTROL

Q

R

2 MΩ

QR can be an optocoupler
output or can be replaced
by a manual switch.

ON/OFF

47 kΩ

TOP242-250

图 38. 用外部设定流限来启动远程开／关（参考M引脚工作

描述）

图 40. 用线电压检测来关闭远程开／关

图 39. 用外部设定流限来关闭远程开／关（参考M引脚工作

描述）

19

版本 O 11/05

TOP242-250

12 V @

2.5 A

D2

1N4148

T1

C5

47 µF

10 V

U2

LTV817A

VR2
1N5240C
10 V, 2%

R6

150 Ω

R15

150 Ω

C14
1 nF

D1

UF4005

R3

68 kΩ

2 W

C3

4.7 nF
1 kV

CY1

2.2 nF

U1

TOP244Y

D L

S X F

C

R8

150 Ω

C1

68 µF
400 V

C6

0.1 µF

D8

MBR1060

C10

560 µF

35 V

C12

220 µF

35 V

C11

560 µF

35 V

RTN

R5

6.8 Ω

R1

4.7 MΩ

1/2 W

R4

2 MΩ

1/2 W

R2

9.09 kΩ

PI-2657-081204

L3

3.3 µH

BR1

600 V

2A

F1

3.15 A

J1

L1

20 mH

L

N

CX1

100 nF

250 VAC

CONTROL

CONTROL

TOPSwitch-GX

PERFORMANCE SUMMARY

Output Power: 30 W
Regulation: ± 4%
Efficiency: ≥ 79%
Ripple: ≤ 50 mV pk-pk

应用范例

高效率的30 W宽范围输入电源

图41所示电路利用了TOPSwitch-GX的一些特性来降低系

统成本、减小电源尺寸、提高效率。此设计提供12 V、

30 W输出，采用通用的85 V到265 V交流输入，在50 °C

环境下以开放式模式工作。使用TOP244Y时满载额定效

率可达80%。

通过电阻Rl和R2从外部设置TOPSwitch-GX的流限值，使

其仅略高于低电压工作时的漏极峰值电流，约为缺省流限

值的70%。因此，对设定的输出电压，可以采用更小的变压

器磁芯和／或更高的变压器初级电感，降低TOPSwitch-GX

功耗，同时避免启动和输出瞬态情况下变压器磁芯出现

饱和。电阻Rl和 R 2提供电压前 馈信号，使流限 可随电

压而降低，从而限定在高输入电压时的最大过载功率。

前馈功能与内置的软启动功能相结合，可以使用反射电

压较高、低成本的RCD箝位电路（R3、C3和Dl）在最差

条件下将TOPSwitch-GX的漏极电压限定在留有足够空间

的安全范围内。电阻R4实现线电压检测，将UV设定为

100 VDC，OV设定为450 VDC。TOPSwitch-GX增大了最
大占空比（确保至少75%，而TOPSwitch-II为64%），因而

可以使用更小的输入电容(Cl)。TOPSwitch-GX采用RCD

箝位，最大占空比更大，反射电压更高，因而Tl可以使

用较高的初次级匝数比，以降低次级整流管D8上的峰值

反向电压。因此，15 V以下输出可使用肖特基二极管整

流器，能极大地改善电源效率。TOPSwitch-GX的频率降

低特性使电源在空载调节时无需假负载，降低了电源的

空载／待机功耗。频率调制特性能更好地使传导EMI符

合CISPR 22(FCC B)标准。

电路采用简单的齐纳检测电路来降低成本。输出电压稳
压由齐纳二极管 (VR2) 电压及光耦合器 (U2) 和电阻R6上
的压降决定。电阻 R8 提供进入齐纳二极管的偏置电流，
产生对12 V输出电平、过压过载和元件变化时± 5%的稳
定度。

高效的 70 W 封闭式通用适配器电源

图42所示电路利用TOPSwitch-GX的某些特性来降低系统
成本、减小电源尺寸，提高效率。此设计提供19 V、70 W

图 41. 使用外部流限编程及线路检测欠压及过压的30 W电源

20

版本 O 11/05

TOP242-250

19 V
@ 3.6 A

TOP249Y

U1

U3

TL431

U2

PC817A

D L

S X F

C

RTN

L2

820 µH

2A

C6

0.1 µF

X2

F1

3.15 A

85-265 VAC

BR1

RS805

8A 600 V

L3
75 µH
2A

t°

T1

C13

0.33 µF

400 V

C12

0.022 µF

400 V

C11

0.01 µF

400 V

RT1

10 Ω

1.7 A

PI-2691-042203

All resistors 1/8 W 5% unless otherwise stated.

J1

L

N

CONTROL

CONTROL

TOPSwitch-GX

C1

150 µF

400 V

PERFORMANCE SUMMARY

Output Power: 70 W
Regulation: ± 4%
Efficiency: ≥ 84%
Ripple: ≤ 120 mV pk-pk
No Load Consumption: < 0.52 W @ 230 VAC

C5

47 µF

16 V

C3

820 µF

25 V

L1

200 µH

C2

820 µF

25 V

C14

0.1 µF

50 V

C4

820 µF

25 V

C10

0.1 µF

50 V

C9

4.7 nF 50 V

C8

0.1 µF

50 V

VR1
P6KE­200

D2
MBR20100

C7 2.2 nF

Y1 Safety

D3
MBR20100

D4
1N4148

R11

2 MΩ
1/2 W

R9

13 MΩ

R8

4.7 Ω

R1

270 Ω

R2

1 kΩ

R5

562 Ω

1%

R4

31.6 kΩ

1%

R7

56 kΩ

R10

20.5 kΩ

R3

6.8 Ω

R6

4.75 kΩ

1%

C15

1 µF
50 V

D1
UF4006

输出，采用通用的85 V到265 V交流输入，在40 °C环境下

小型密封适配器盒内(4” x 2.15” x 1”)工作。85 VAC时

满载效率为85%，而 230 VAC输入时可达 90%。

考虑到密封适配器的工作热环境，我们选用器件热耗散最

小的TOP249Y。电阻R9和R10从外部将流限值设定为仅略

高于低电压工作时的满载峰值电流，从而允许使用更小的

变压器磁芯，同时避免启动和输出负载瞬态的磁芯饱和。

电阻R9和R10还能使流限随电压升高而降低，从而限制高

输入电压时的最大过载功率，并使次级无需任何保护电

路。电阻R11实现欠压和过压检测，同时提供降低输出

电压频率纹波的电压前馈。使用2 MΩ的电阻值，电源在

DC幅值电压达到100 VDC之后才开始工作。在关断交流

输入时，UV检测防止CI放电时的输出干扰，并在输出失

调或输入电压降至40 V以下时关断TOPSwitch-GX。相同

的R11电阻值将OV阈值设定为450 V。如果超过OV值，

比如发生电涌时，TOPSwitch-GX在电涌期间停止转换，从

而使器件可以经受住700 V高压的冲击。电容C11与VR1

并联以降低齐纳箝位的损耗。开关频率为132 kHz时，可

以用PQ26/20磁芯提供70 W的功率。为降低绕组损耗，

使效率最高，此电路均为带双100 V肖特基二极管（D2和

D3）的两组输出绕组。TOPSwitch-GX的频率降低特性使

电源在空载调节时无需假载，使230 VAC输入时的电源

空载功耗降低到仅520 mW。使用简单的滤波元件（C7、

L2、L3和C6），甚至将输出接地，TOPSwitch-GX的频

率调制特性仍能使传导EMI符合CISPR22(FCC B)/EN55022B

标准。

为调节输出，将光耦 (U2) 和次级基准一起使用，通过电阻

分压 网 络 （U3、R4、R5及R6）检 测 输 出电压。D4和

C15对偏置绕组的输出进行平滑和滤波。1 uF的C15防止空

载到满载的瞬态期间偏置电压下降。电阻R8实现漏感尖峰

滤波，使偏置电压在输出负载变化很大时仍能保持恒定。

R7、C9、C10和C5、R3一起提供环路补偿。

由于初级电流很大，所有小信号控制元件均连接到一个独

立的源节点上，即以Kelvin方式连接到 TOPSwitch-GX的源

极引脚。为改善抵抗共模电涌的能力，偏置绕组的共模回

路直接与直流大电容 (Cl) 相连。

图 42. 具备限流点随输入电压降低及输入过欠压检测功能的70 W电源

21

版本 O 11/05

TOP242-250

48 V@

5.2 A

+250-380

VDC

0 V

LD

S X F

C

RTN

PI-2692-081204

All resistor 1/8 W 5% unless
otherwise stated.

CONTROL

TOPSwitch-GX

C1

22 µF
400 V

C3

0.1 µF

50 V

R4

6.8 Ω

R6

100 Ω

R8

56 Ω

R9

10 kΩ

C3

47 µF

10 V

C6

4.7 nF
1 kV

C13

150 nF

63 V

C4
1 µF
50 V

C14

22 µF

63 V

C9

560 µF

63 V

C10

560 µF

63 V

C11

560 µF

63 V

C12

68 µF

63 V

C7

2.2 nF Y1

L2

3 µH 8A

D2
MUR1640CT

D2
1N4148

U2

LTV817A

D1

BYV26C

T1

R1

2 MΩ

1/2 W

R3

68 kΩ

2 W

R2

68 kΩ

2 W

VR1

P6KE200

VR2 22 V

BZX79B22

VR3 12 V

BZX79B12

VR4 12 V

BZX79B12

CONTROL

D4
1N4148

PERFORMANCE SUMMARY

Output Power: 250 W
Line Regulation: ± 1%
Load Regulation: ± 5%
Efficiency: ≥ 85%
Ripple: < 100 mV pk-pk
No Load Consumption: ≤ 1.4 W (300 VDC)

TOP249Y

U1

250-380 VDC输入、250 W输出的高效电源

图43所示为输入电压250 V到380 VDC的电路，用TOP249

提供250 W(48 V@5.2 A) 输出功率，效率高达84%。此图

只表示了直流输入。一般来讲，在此输出功率的应用中通

常都需要一个PFC升压电路在前端来提供直流输入（Cl用

来提供局部去耦）。此功率级仍可采用反激式拓扑结构，

因为输出电压高，而使得次级峰值电流足够低，从而可以

合理选择大小适当的输出二极管和电容。

由于我们使用TOP249的上限功率，应通过将X引脚连至源

极引脚来使流限设为内部最大值。然而，可通过在L引脚

与直流电压间连接一个2 MΩ的电阻来实现线电压检测。

如果直流输入电压升至450 V以上，在电压恢复正常值前

TOPSwitch-GX将停止工作，以防止器件的损坏。

由于初级电流较高，变压器必需低漏感，因此它通常使用

三明治绕法，次级使用铜箔绕组。即使使用了这种技术，

漏感能量仍是简单的齐纳箝位所无法负荷的。因此增加了

与VR1并联的R2、R3和C6。由于这些器件的选值能使正

常工作期间VR1的低功耗，漏感能量反而由R2和R3消耗。
但VR1仍非常重要，它能将启动和过载情况下的峰值漏电
压限制在TOPSwitch-GX的MOSFET额定值700 V以下。

次级通过D2 和C9、C10和C11来整流和平滑，这三个电
容用于满足次级纹波电流的要求。电感L2和C12对开关
噪声进行滤波。

输出电压以简单的齐纳检测链进行调节。VR2、VR3和
VR4上的压降以及U2上LED的压降之和即为所需的输出
电压。电阻R6控制LED电流并设置整体控制环路的直流
增益。二极管D4及C14实现次级软启动，在输出整流前
将电流送入控制引脚，确保输出电压在满载条件下及低
电压启动时保持稳定。电阻R9为C14提供放电通路。由
于与增益相关的输出电压很高，电容C13和R8提供控制
环路补偿。

注意散热能力必须足以使TOPSwitch-GX的温度在满载、低
压和最高环境温度条件下，保持低于110 °C。如果无法
提供足够的散热面积，就需要通过气流来强制冷却。

图 43. 使用TOP249的250 W、 48 V电源

22

版本 O 11/05

TOP242-250

D6

1N4148

D7
UF4003

D8
UF5402

D9
UF5402

D11
MBR1045

D10
BYV32-200

T1

U2

LTV817

U3
TL431

C20

22 µF

10 V

R7

150 Ω

R12
10 k

C19

0.1 µF

R11

9.53

kΩ

R10

15.0

kΩ

R9

3.3 kΩ

R8

1 kΩ

C6

2.2 nF
Y1

C7

47 µF

50 V

C9

330 µF

25 V

C11

390 µF

35 V

C14

1000 µF

25 V

30 V @

0.03 A

18 V @

0.5 A

12 V @

0.6 A

5 V @

3.2 A

3.3 V @
3 A

RTN

D1-D4

1N4007 V

F1

3.15 A

RV1

275 V

14 mm

J1

L1

20 mH

0.8A

t°

L

N

R3

6.8 Ω

C5

47 µF

10 V

TOP246Y

U1

D L

S

C

TOPSwitch-GX

R1

2 MΩ

1/2 W

R5

68 kΩ

2 W

R6

10 Ω

RT1

10 Ω

1.7 A

C2
68 µF
400 V

C5

1 nF

400 V

C3

1 µF

50 V

C1

0.1 µF
X1

PI-2693-081704

CONTROL

CONTROL

C3

0.1 µF
50 V

X F

D6
1N4937

VR1

P6KE170

C16

1000 µF

25 V

C13

1000 µF

25 V

C17

1000 µF

25 V

C15

220 µF

16 V

C18

220 µF

16 V

C12

100 µF

25 V

C10

100 µF

25 V

C8

10 µF

50 V

L2

3.3 µH
3A

L3

3.3 µH
3A

L4

3.3 µH
5A

L5

3.3 µH
5A

PERFORMANCE SUMMARY
Output Power: 45 W Cont./60 W Peak

Regulation:

3.3 V: ± 5%
5 V: ± 5%
12 V: ± 7%
18 V: ± 7%
30 V: ± 8%
Efficiency: ≥75%
No Load Consumption: 0.6 W

185-265 VAC

R2

9.08 kΩ

185-265 VDC输入、60 W多路输出电源

图 44 所示的多输出电源电路常用于使用了大容量记录硬
盘的高档机顶盒和有线电视解码器等应用。在输入电压
范围为185到265 VAC时，电源提供 45 W（连续）／60 W
（峰值）（限热）的输出功率。185 VAC电压45 W输出
时，效率高于75%。

3.3 V和5 V输出无需次级线性调节器即可实现±5%调节。
电路中使用直流叠加（其它输出电压的次级绕组基准连
接在D10的负极而非正极）来消除电压误差，获得更高
的电压输出。

由于机顶盒所处的工作环境温度通常较高(60 °C)，使用
TOP246Y能降低传导损耗，使散热片面积最小。电阻R2将
电流设置为典型值的80%，以对过载功率加以限制。线
路检测电阻(R1)检测直流线电压何时超过450 V，来保护

TOPS witch-GX不受电涌和瞬态电压变化的影响。此时
TOP S wit c h -G X 停止开 关 ，将耐 输 入电压 能力提 高 到

496 VAC。此特性尤其适合于电力状况差的地区。热敏电
阻(RT1)限制此功率级所需的大电容C2的涌入电流，防止

保险丝过早地熔断。可选的MOV(RV1)将特定的浪涌保护
从4 kV扩大到6 kV。

VR1、R5和C5提供漏电感箝位，使漏极电压在任何情况下
都保持在700 V以下。选择电阻R5和电容C5时应使VR1在
未过载的情况下耗散极低功率。TOPSwitch-GX的频率调制
特性使所示电路可满足CISPR22B标准，具备简单的EMI滤
波器（C1、L1和C6）并将输出接地。

次级经D7到D11、C7、C9、C11、C13、C14、C16和
C17进行平滑和整流。3.3 V输出的肖特基二极管D11可
使效率最高。5 V输出的PN二极管D10使输出电压中心
点在5 V。使用两只并联电容可使3.3 V和5 V输出符合纹
波电流要求。L2到L5和C8、C10、C12 、C15 及C18构
成开关噪声滤波器。电阻R6限制轻载时30 V输出的峰值
充电。输出受次级基准(U3)调节。3.3 V和5 V输出均通过
R11和R10检测。R8为U3提供偏置，R7设置总的DC增益。
电阻R9、C19、R3和C5提供环路补偿。软启动电容 (C20)
防止输出过冲。

图 44. 使用TOP246的60 W多输出电源

23

版本 O 11/05

TOP242-250

U1

U2

U4

U3

C

M

P1

P1 Switch

Status

Power

Supply

ON/OFF

Control

External

Wake-up

Signal

PI-2561-030805

V

CC

(+5 V)

RETURN

CONTROL

MICRO­PROCESSOR/
CONTROLLER

LOGIC

INPUT

LOGIC

OUTPUT

High Voltage

DC Input

TOPSwitch-GX

D M

S F

C

1N4148

U4

LTV817A

6.8 kΩ

1 nF

100 kΩ

6.8 kΩ

U3

LTV817A

27 kΩ

1N4148

47 µF

+

处理器控制电源开关

在打印机等应用中，可以用受微处理器控制的廉价瞬时接触

开关来实现TOPSwitch-GX的电源通断。利用TOPSwitch-GX

的低功耗远程关断特性，用很少几个外围元件就可以轻易

地实现此功能，如图45所示。按钮式瞬时接触开关P1被

用户关闭时，光耦U3被激活并通知微处理器。电源处于

初始关断状态时（M脚悬空），闭合P1将通过一个二极

管使TOPSwitch-GX的M引脚和源极引脚短接，接通电源

(远程开)。当次级输出电压VCC确立后，微处理器被激活

并通过由光耦U 3输出驱动 的开关状态输入得知P1 已闭

合，此时它通过光耦U4发出使电源保持接通状态的控制

信号。如果用户再次按下开关P1发出关断命令，微处理

器通过光耦U3检测到此信号后，启动产品特定的关断程

序。例如在喷墨打印机中，关断程序可能包括将打印头

安全地停在存储位置。在带有磁盘驱动的产品中，关断

程序可能包括保存数据或设置存储到磁盘上。当关断程

序结束、电源可安全关断后，微处理器通过将光耦U4关

断来释放M脚。如果手动开关和光耦U3、U4距M引脚的

距离较远，则需要用一个电容CM来防止在M引脚开路时

将噪声耦合到引脚中。

电源也可通过用逻辑信号驱动光耦合器U4的输入LED，

用本地局域网或串口／并口来远程接通。有时通过电缆传

送一系列逻辑脉冲（例如由电缆的交流耦合）作为唤醒信

号比直流逻辑电平更容易实现。在这种情况下，可以用简

单的RC滤波器来产生驱动U4的直流电平信号（图45中未

显示）。此远程接通特性方便计算机根据需要唤醒打印

机、扫描仪、外部调制解调器、磁盘驱动器等外设。为

了节电，外设通常设计为一段时间没有使用后自动关断。

图 45. 使用微控制器的远程开／关

24

版本 O 11/05

TOP242-250

除了使用最少的元器件外，TOPSwitch-GX在此类应用中

还具有许多技术性的优势：

1. 关断模式时几乎不消耗能量：110 VAC时通常为80 mW，

230 VAC时为160 mW。TOPSwitch-GX的关断模式功

耗特别低而外部电路也不消耗高压直流输入上的电流

（M、L或X脚开路）。

2. 可以使用廉价的、低电压／电流的瞬时接触开关。

3. 瞬时接触开关无需去抖动电路。在接通期间，电源的

启动时间（通常为10到20 ms）与微处理器的初始化

时间起到去抖动滤波器的作用，保证只有当开关被按

下至少达到上述时间才允许接通。在关断期间，微处

理器在检测到开关的第一次闭合时开始关断程序，其

后的开关反弹则不起作用。如果有必要，微处理器可

以用软件实现关断时的开关去抖动，或用滤波电容作

为开关状态输入。

4. 由于M引脚电流提供内部流限，光耦U4输出工作无需

外部流限电路。

5. 无需用连接到输入 直流电压线的 高压电阻为初级的

外部电路供电。甚至U3的LED电流也可由控制引脚

提供。这不仅节省了元件，简化了电路布局，还消除

了开关状态时由高压电阻引起的功率损耗。

6. 坚固耐用的设计：不含有会被瞬态意外触发的开关

锁存，而是由次级端的微处理器使电源保持接通状态。

25

版本 O 11/05

TOP242-250

关键应用考量

TOPSwitch-II 与 TOPSwitch-GX

表4列举了TOPSwitch-GX与TOPSwitch-II的特点和性能

件的需求，可以节约变压器和其它功率元件的成本。

差异。TOPSwitch-GX 的多项新特性减少了对昂贵的分立元

功能

TOPSwitch-II TOPSwitch-GX

插图

TOPSwitch-GX

产品优点

软启动 N/A* 10 ms • 限制启动期间的峰值电流和电压对

元件的压力

• 节约大多数应用中用于软启动的外

围元件

• 降低或消除输出过冲

外部流限 N/A* 从100%到30%缺省流

限值可编程

11,20,21,

24,25,27,

28,34,35,

38,39

• 变压器更小

• 效率更高

• 允许功率限制（过载功率恒定，与

电压无关）

• 允许使用较大的器件来降低损耗、

提高效率、减小散热面积

DC

MAX

67% 78% 7 • 输入电容更小（动态范围更宽）

• 功率更高（当使用V

O

R

更大的RCD

箝位电路时）

• 可用肖特基次级整流二极管提供达

15 V高效输出

降低DC

前馈

的电压

MAX

N/A* 78% 到 38% 7,11,17,

26,27,28,

• 防止电压纹波

31,40

过压关断 N/A* 单电阻可编程 11,17,19,

• 增加瞬态和浪涌电压的承受力

26,27,28

31,33,40

欠压检测 N/A* 单电阻可编程 11,17,18,

• 在电源关断时防止自动重启动脉冲

26,27,28,

31,32,40

开关频率 100 kHz ±10% 132 kHz ±6% 13,15 • 变压器更小

• 工作频率低于传导EMI扫描的起始

频率点

表 4. TOPSwitch-II与TOPSwitch-GX比较（接下页）

*不具有

26

版本 O 11/05

TOP242-250

功能

开关频率选择（仅限

Y、R和F封装）

频率调制 N/A* ±4 kHz @ 132 kHz

频率降低 N/A* 占空比低于10% 7 • 零负载时维持输出稳定而无需假

远程开／关 N/A* 单晶体管、光耦接口

TOPSwitch-II TOPSwitch-GX

N/A* 66 kHz ±7% 14,15 • 在视频应用中用RC和RCD缓冲器

±2 kHz @ 66 kHz

或手动开关

插图

9,46 • 降低传导EMI

11,22,23,

24,25,26,

27,29,36,

37,38,39,

40

TOPSwitch-GX

产品优点

来降低噪声时的损耗

• 使待机模式的效率更高

• EMI更低(二次谐波低于150 kHz)

负载

• 空载时低功耗

• 快速开／关(逐周期)

• 激活或失效控制

• 远程关断状态时功耗低

• 防故障的激活控制

• 线路中无需使用昂贵的通断开关

• 可以用处理器控制开／关

• 可以通过本地局域网或并口关断／

唤醒外设

同步 N/A* 单晶体管或光耦接口 • 可与外部频率较低的信号同步

• 可根据需要开始新开关周期

热关断

流限容差

封装的漏极

漏电

Y、R及F封装的

PCB漏极漏电

表 4（继上）.TOPSwitch-II与TOPSwitch-GX比较。

DIP

SMD

TO-220

达到125 °C时锁存 迟滞式130°C关断

±10% (@ 25 °C)

-8% (0 °C 到

100 °C)

0.037” / 0.94 mm 0.137” / 3.48 mm

0.037” / 0.94 mm 0.137” / 3.48 mm

0.046” / 1.17 mm 0.068” / 1.73 mm

0.045” / 1.14 mm

(R 及F封装不具备*)

（75 °C迟滞）

±7% (@ 25 °C)

-4% Typical

(0 °C 到 100 °C)**

0.113” / 2.87 mm

（预成型引脚）

*不具有。**设置内部流限

• 能从热故障中自动恢复

• 迟滞值较大，防止电路板过热

• 由于容差更小,功率可提高10%

• 对灰尘、污物等污染物引起的重弧

具有更高抵抗力

• 预成型引脚，为PCB布局提供更

大漏电距离

• 更易符合安全法规(UL/VDE)

27

版本 O 11/05

TOP242-250

功能

轻载 周期跳过 降低频率和占空比 • 改善轻载效率

线电压检测／外部设

置流限（Y、R及F封

装）
流限编程范围 100% 到 40% 100% 到 30% • 使高连续性设计的变压器磁芯尺寸最小

P/G封装流限 与Y封装相等 TOP243-246的P和

Y/R/F封装流限 100%（R及F封装不

热关断

降低最大占空比的

阈值

线电压欠压负

TOPSwitch-FX TOPSwitch-GX

线电压检测和外部设

置流限相互排斥（M

引脚）

具备*）

最低125 °C

70 °C迟滞

90 mA 60 mA

N/A* 正（接通）阈值的

可同时进行线电压检测

和外部设置流限（功能

分配到L和X引脚）

G封装内部流限更低

90% (等同于 R

最低130 °C

75 °C迟滞

DS(ON)

• 降低空载消耗

• 允许各项特性同时使用，增加了设计的灵

活性

• 使器件流限与封装耗散能力相符

• 允许连续性更高的设计降低器件损耗

（降低RMS电流）

) • 使变压器磁芯的尺寸最小

• 使大多数应用的效率最高

• 高温环境应用中的输出功率更高

• 降低低压时的输出电压频率纹波

• 最适于正向设计、使用TOP248、

TOP249及TOP250 的DC

• 明确定义了线电压下降时的关断阈值

TOPSwitch-GX

产品优点

降低

MAX

（关断）阈值
软启动 10 ms（占空比） 10 ms（占空比+

表 5. TOPSwitch-FX与TOPSwitch-GX比较。*不具有

TOPSwitch-FX 与 TOPSwitch-GX

表5就TOPSwitch-GX和TOPSwitch-FX的性能及特性进行

了比较。许多的新特性都无需额外分立元件，一些特性

增强了设计的强度，可以节约变压器及其他功率元件的

成本。

TOPSwitch-GX

功率表

数据手册中的功率表（表1）代表了以下条件下的最大实际
连续输出功率：TOP242到TOP246：12 V输出、肖特基二
极管、150 V反射电压(VOR)条件下由应用手册AN29中的
曲线有效估算。TOP247到TOP249：最大输出电流为6 A，

设计考量

40%

流限）

输出电压更高。

假定各器件在85-265 VAC输入时的最小直流电压为100 VDC，

230 VAC时为250 VDC，散 热能 力足 以使 器件 温度 保

持在 1 0 0 ° C 以 下 。 功 率表 内显 示 的 R 封 装 的各 功率

级假定在一个密闭适配器中，有6.45 cm2(610 g/m2)的铜箔

散热区域，或在开放式设计中有19.4 cm2的铜箔散热区域。

选择恰当的 TOPSwitch-GX 器件

在应用中，我们应该根据所需的最大输出功率、效率、散热

条件及成本目标来选择最适当的TOPSwitch-GX产品型号。

由于可以选择外部降低流限，在需要更高效率或散热条件很

差的低功率应用中，可以选用较大的TOPSwitch-GX器件。

• 除占空比外，在软启动期间还逐步增加流

限，进一步降低峰值电流和电压

• 进一步减轻启动期间的元件压力

28

版本 O 11/05

TOP242-250

-20

-10

0

-10

20

30

40

50

60

70

80

0.15 1 10 30

Frequency (MHz)

Amplitude (dBµV)

PI-2576-010600

EN55022B (QP)
EN55022B (AV)

TOPSwitch-II (no jitter)

EN55022B (QP)
EN55022B (AV)

-20

-10

0

-10

20

30

40

50

60

70

80

0.15 1 10 30

Frequency (MHz)

Amplitude (dBµV)

PI-2577-010600

TOPSwitch-GX (with jitter)

输入电容

输入电容应能提供TOPSwitch-GX转换器所需的最小直流

电压，以保持最低额定输入电压和最大输出功率条件下

电压受控。由于TOPSwitch-GX的DC

比TOPSwitch-II

MAX

的高，它可以使用更小的输入电容。对TOPSwitch-GX而

言，只要变压器设计得当，通用输入的电容通常只需每

瓦2 µF。

初级箝位和输出反射电压 V

OR

初级箝位电路限制TOPSwitch-GX的峰值漏源极电压。齐

纳箝位所需元件数少，占用电路板面积也较小。为提高

效率，箝位齐纳管的电压至少应是输出反射电压的1.5倍，

以缩短漏电尖峰传导时间。在通用输入应用中，使用齐纳

箝位VOR的值最好小于135 V，以实现齐纳二极管的绝对

容差和温差。这样可以保证箝位电路的高效工作，并将

最大漏极电压控制在TOPSwitch-GX MOSFET的额定击穿

电压之下。

缺省的DC

同时初级流限从85%上升至100%。这使得

MAX

输出电压依次上升，为反馈回路控制占空比提供时间。这

不仅降低了TOPSwitch-GX的MOSFET、箝位电路和输出二

极管的压力，也有助于防止在启动期间变压器过饱和。软

启 动同时还能限制输出电压过冲的幅值，在大多数应用中

都无需软结束电容。

EMI

频率调制特性是将开关频率调制在狭窄的波段内，从而降

低与基本开关频率的各次谐波相关的EMI峰值。此特 性对

均值探测模式特别有利。从图46我们可以看出，频率偏离

越大，开关谐波阶次越高，抖动的益处就越明显。

要完全发挥TOPSwitch-GX DC

范围更宽的优势，VOR必

MAX

须更高。RCD箝位比齐纳箝位的箝位电压容差更严格，

VOR可达150 V。通过将外部流限简化为一项输入电压功

能， 可将RCD箝位的损耗降 至 最低（见图21和35 ） 。

RCD箝位比齐纳箝位的效率更高，但需要更加仔细的设计

（见快速设计校验清单）。

输出二极管

输出二极管的选择通常由 峰 值 反 向电 压、 输出 电流 和

应用的热条件（包括热吸 收 、 空 气流 通等 ）来 确定 。

TOPSwitch-GX的DC

较高，只要变压器匝数比恰当，

MAX

在高达15 V的输出电压上可使用60 V肖特二极管，以获得

更高效率（见图41：使用60 V肖特输出二极管的12 V、

30 W设计）。

偏置绕组电容

由于 空 载 时工作频率很低，建议使用1 µF 的 偏置绕组

电容。

软启动

通常在启动时，电源在反馈回路稳定前承受的压力最大。

接通时，片内软启动在10 ms内使占空比从零线性增大到

图 46a. TOPSwitch-II的全程EMI扫描（100 kHz、无抖动）

图 46b. 同一电路和条件下，TOPSwitch-GX的全程EMI扫描

（132 kHz、有抖动）

29

版本 O 11/05

TOP242-250

TOPSwitch-GX的开关频率可以通过频率(F)引脚选为132 kHz

或66 kHz。某些应用为了降低高频辐射噪声，漏极节点

需要较大的缓冲器（例如VCR、DVD、显示屏、电视机

等等），这时选择 66 kHz 工作频率可以 降低缓冲器损

耗，提高效率。同样，在变压器尺寸无关紧要的应用中，

选择66 kHz也能降低EMI，提高效率。可以看到66 kHz

的二次谐波仍低于150 kHz，而频率在150 kHz以上时EMI
指标要求会严格得多。

对l0 W以下应用，用简单的电感就可以满足全世界各种关
于EMI的限制条件，而无需更昂贵的交流输入共模电感。

变压器设计

变压器的工作磁通密度最好不超过3000高斯，最大流限
时的峰值磁通密度不超过4200高斯。匝数比的选择应能

满足以下条件：反射电压(VOR)在使用齐纳箝位时不超过

135 V，使用前馈电压降低流限（过载保护）的RCD箝位

时不超过150 V（最大）。

如果设计的工作电流远远低于缺省的流限值，最好用接

近峰值工作电流的外部流限，降低峰值磁通密度和峰值

功率(见图20和34)。在大多数应用中，TOPSwtch-GX比

TOPSwitch-I I具有更严格的流限容差、更高的开关频率和

特有的软启动特性，这些都有助于减小变压器尺寸。

待机功耗

频率降低特性能显著降低轻载或空载功耗，特别是使用齐

纳箝位时。如果次级功耗很低，也可以使用TL431调节器

来控制反馈。另外，开关频率从正常时的132 kHz降至轻

载条件下的66 kHz，也能显著降低开关损耗。

TOPSwitch-GX 的布局考虑

与TOPSwitch系列相比，TOPSwitch-GX拥有更多引脚并

且功率更高，应严格参考如下指南。

控制引脚旁路电容应尽可能接近源极和控制引脚，其源极

连线上不应有电源MOSFET的开关电流流过。所有以源极

为参考，连接到多功能引脚、线路检测引脚或外部流限引

脚的元件同样也应尽可能靠近源极和相应引脚，而且源

极连线上仍不应有电源MOSFET的开关电流流过。重要

的是，由于源极引脚也是控制器的参考地引脚，其开关电

流必须经独立的通路返回到输入电容的负端，而不能和连

接到控制脚、多功能引脚、线路检测引脚或外部流限引脚

的其它元件共用同一通路。

多功能(M)、线路检测(L)或外部流限(X)引脚的连线应尽

可能短，并且远离漏极连线以防止噪声耦合。线路检测

电阻（图47和48中的Rl）应接近M或L引脚，使其到M或

L引脚的连线长度最短。

用一个高频旁路电容与47 µF控制脚电容并联使用，能更

好地预防噪声。反馈光耦合器的输出也应接近TOPSwitch-GX

的控制和源极引脚。

Y-电容

Y-电容的位置应接近变压器的次级输出回路引脚和初级直

流正极输入引脚。

散热

Y封装(TO-220)或F封装(TO-262)的散热部分电气上与源极

引脚内部相连接。为避免循环电流，在引脚上附加的散热

装置不应与电路板上任何初级地／源节点电气连接。

使用P(DIP-8)、G(SMD-8)或R(TO-263)型封装时，器件下

靠近源极引脚的铜片区域可起有效的散热作用。在双面

电路板中（如图49），连接顶层和底层之间的过孔可用

来提高散热。

此外，输出二极管的正负极引脚下的铜片面积应足够大，

以利于器件散热。

初级端连接

TOPSwitch-GX源极引脚的输入滤波电容的负极端采用单点

连接到偏置绕组的回路，使电涌电流从偏置绕组直接返回

输入滤波电容，增强了浪涌的承受力。

30

版本 O 11/05

在图47、48及49中，可看到在输出整流管和输出滤波电容

之间的一个狭窄的连线。此连线可在整流管和输出滤波电

容之间起到阻止散热的作用，以防止电容过热。

TOP242-250

TOP VIEW

PI-2670-042301

Y1-

Capacitor

Opto-

coupler

D

+

-

HV

R2

+-

DC

Out

Input Filter Capacitor

Output Filter Capacitor

Output Rectifier

Safety Spacing

T

r
a
n
s

f
o

r

m

e

r

Maximize hatched copper
areas ( ) for optimum
heat sinking

S

PRI

PRI

SEC

S

S

S

C

BIAS

BIAS

M

R1

TOPSwitch-GX

+

-

Input Filter Capacitor

Heat Sink

Safety Spacing

Opto-

coupler

+-

DC

Out

Output Filter Capacitor

T

r
a
n

s

f
o

r

m

e

r

SEC

D

L

C

Maximize hatched copper
areas ( ) for optimum
heat sinking

Y1-

Capacitor

PI-2669-042301

TOP VIEW

TOPSwitch-GX

HV

R1

X

Output Rectifier

图 47. 使用P或G封装的TOPSwitch-GX布局考量

图 48. 使用Y或F封装的TOPSwitch-GX布局考量

31

版本 O 11/05

TOP242-250

-

HV

+-

DC

Out

PI-2734-043001

T

r
a
n
s

f
o

r

m

e

r

Safety Spacing

Y1-

Capacitor

Solder Side

Component Side

Opto-

coupler

+

Output Filter Capacitors

Maximize hatched copper
areas ( ) for optimum
heat sinking

TOP VIEW

Input Filter

Capacitor

R1a - 1c

PRI

PRI

SEC

BIAS

TOPSwitch-GX

S

L

C

X

D

图 49. 使用P封装的TOPSwitch-GX布局考量

快速设计校验

在进行电源设计时，所有TOPSwitch-GX的设计均应进行

校验，以确保在最坏条件下不超过元件指标。建议至少

进行如下测试：

1. 最大漏极电压 — 检验峰值最高输入电压和最大过载输

2. 最大漏极电流 — 在最高环境温度、最高输入电压和最

出功率时，VDS是否超过675 V。当输出过载到电源即

将进入自动重启动状态（稳压丢失）时的功率即为最

大过载功率。

大输出负载情况下，观察启动时的漏极电流波形，检验

是否出现变压器饱和的征兆和过多的前沿电流尖峰。

TOPSwitch-GX的前沿消隐时间为220 ns，可以防止接

通周期过早地终止。在220 ns消隐时间结束前，观察

漏极 电 流 波 形 ， 检 验 前 沿 电 流 是 否 在允许的流限范

围内。

3. 热检查 — 在最大输出功率、最小输入电压和最高环境

温度条件下，检验TOPSwitch-GX、变压器、输出二极

管和输电容是否超过温度指标。由于数据手册所说明

的TOPSwitch-GX器件与器件之间的R

DS(ON)

应留出足够的温度裕量。此温度裕量既可以通过容差

计算得出，也可以采用如下方法测量计算得到。将一

个外部电阻与漏极引脚串联，并将相同的散热片附着

在上面，其电阻取值为此器件测得的导通电阻与数据

手册中规定的最大导通电阻值之差。

设计工具

关于TOP248、TOP249及TOP250在正激式转换器中的应

用，请参考TOPSwitch-GX正激式设计方法应用指南。

Power Integration公司的网站www.powerint.com上提供设计

工具的最新信息。

存在差异，

32

版本 O 11/05

TOP242-250

绝对最大额定值

漏极电压..................................................................... -0.3 V到700 V

漏极峰值电流： TOP242.............................................0.72 A

TOP243.............................................1.44 A

TOP244.............................................2.16 A

TOP245............................................ 2.88 A

TOP246.............................................4.32 A

TOP247.............................................5.76 A

TOP248.............................................7.20 A

TOP249.............................................8.64 A

TOP250 ..........................................10.08 A

控制脚电压 .........................................................................-0.3 V到9

控制脚电流 ............................................................................100 mA

线电压检测引脚电压 .................................................... -0.3 V到9 V

热阻抗

热阻抗：Y 或 F 封装：
(qJA)

P 或 G 封装：

(qJA) ..................................... 70 °C/W

(qJC)
R 封装：

(qJA) ...................80 °C/W

(qJC)

(1)

.......................... .............................80 °C/W

(2)

(qJC)

................................................ .........2 °C/W

(5)

........................................................11 °C/W

(7);

(5)

..........................................................2 °C/W

40 °C/W

(3)

; 60 °C/W

(4)

; 30 °C/W

(4)

(6)

(1,4)

流限引脚电压 ..............................................................-0.3 V到4.5 V

多功能引脚电压 .............................................................-0.3 V到9 V

频率引脚电压 .................................................................-0.3 V到9 V

贮存温度 .................................................................. -65 °C到150 °C

工作结温度
引脚温度

注释：

1. 所有电压都是以TA = 25 °C时的源极为参考点。

2. 通常由内部电路控制。

3. 在距壳体1/16英寸处测量，持续时间5秒。

4. 在非重复性短时间内施加器件允许的最大额定值不会引起产

品永久性的损坏。但长时间对器件施加允许的最大额定值
时，会对产品的可靠性造成影响。

注释：

1. 无须常设散热片。

2. 在塑封本体散热片的背面处测量得到。

3. 焊在0.36平方英寸(232 mm2)、2盎司(610 克/m2)铜铂区域。

4. 焊在1平方英寸(645 mm2)、2盎司(610 克/m2)铜铂区域。

5. 在靠近塑料封体表面的源极引脚测得。

6. 焊在3平方英寸(1935 mm2)、2盎司(610 克/m2)铜铂区域。

7. 引脚焊在2盎司(610 克/mm2 )的铜铂区域。

(2)

........................................................... -40 °C到150 °C

(3)

.............................................................................. 260 °C

参数 符号

控制功能

开关频率（平均）

频率降低开始的占
空比

开关频率接近0%
时的占空比

频率抖动偏离

f

OSC

DC

(ONSET)

f

OSC(DMIN)

Df

条件

源极 = 0 V; TJ = -40 到 125 °C

见图 53

（有另行说明除外）

FREQUENCY Pin

IC = 3 mA;

TJ = 25 °C

Connected 到 SOURCE

FREQUENCY Pin

Connected 到 CONTROL

132 kHz Operation 30

66 kHz Operation 15

132 kHz Operation ±4

66 kHz Operation ±2

最小值 典型值 最大值 单位

124 132 140

kHz

61.5 66 70.5

10 %

kHz

kHz

频率抖动调制率

f

M

250 Hz

33

版本 O 11/05

TOP242-250

参数 符号

控制功能（继上）

最大占空比

软启动时间

PWM增益
PWM增益温度

漂移

DC

t

DC

MAX

SOFT

reg

条件

源极 = 0 V; TJ = -40 到 125 °C

见图 53

（有另行说明除外）

IC = I

CD1

TJ = 25 °C; DC

IC = 4 mA; TJ = 25 °C

见注释 A -0.01

IL ≤ I

或 IM ≤ I

L(DC)

IL 或 IM = 190 mA

TOP242-247

IL 或 IM = 100 mA

TOP242-247

IL = 190 mA

TOP248-250

IL = 100 mA

TOP248-250

到 DC

MIN

TOP242-245 1.2 2.0 3.0

MAX

M(DC)

最小值 典型值 最大值 单位

75 78 83

28 38 50

66.5

33 41.3 49.5

60 66.8 73.5

10 15 ms

-28 -23 -18 %/mA

%

%/mA/°C

外部偏置电流

占空比为0%时的
控制引脚电流

动态阻抗

动态阻抗温漂
控制引脚内部滤波

器极点

关断／自动重启动

控制引脚充电电流

充电电流温漂
自动重启动上限阈

值电压
自动重启动下限阈
值电压

I

C(OFF)

I

V

V

I

B

Z

C

C(CH)

C(AR)U

C(AR)L

见图 7

TJ = 25 °C

IC = 4 mA; TJ = 25 °C

见图 51

TJ = 25 °C

见注释 A 0.5

TOP250 1.7 2.7 4.2

TOP242-245 6.0 7.0

TOP250 7.3 8.5

10 15 22

0.18

7 kHz

VC = 0 V -5.0 -3.5 -2.0

VC = 5 V -3.0 -1.8 -0.6

5.8 V

4.5 4.8 5.1 V

mATOP246-249 1.6 2.6 4.0

mATOP246-249 6.6 8.0

Ω

%/°C

mA

%/°C

34

版本 O 11/05

参数 符号

关断／自动重启动（继上）

条件

源极 = 0 V; TJ = -40 到 125 °C

见图 53

（有另行说明除外）

TOP242-250

最小值 典型值 最大值 单位

自动重启动迟滞电压

自动重启动占空比

自动重启动频率

V

C(AR)hyst

DC

f

(AR)

(AR)

多功能引脚 (M)、线电压检测引脚 (L) 及外部流限引脚 (X) 输入

欠压阈值电流和迟滞
（M或L引脚）

欠压或远程开／关阈
值电流及迟滞（M或

L引脚）

L引脚电压阈值

V

I

UV

I

OV

L(TH)

TJ = 25 °C

TJ = 25 °C

Threshold 44 50 54

Hysteresis 30

Threshold 210 225 240

Hysteresis 8

0.8 1.0 V

4 8 %

1.0 Hz

mA

mA

mA

mA

0.5 1.0 1.6 V

远程开／关负阈值电
流及迟滞（M或X引
脚）

L或M引脚短路电流

X或M引脚短路电流

L或M引脚电压

（正电流）

X引脚电压
（负电流）

M引脚电压
（负电流）

I

REM (N)

I

L(SC) 或

I

M(SC)

I

X(SC) 或

I

M(SC)

VL, V

V

X

V

M

M

TJ = 25 °C

VX, VM = 0 V

Threshold -35 -27 -20

Hysteresis 5

VL, VM = V

C

300 400 520

Normal Mode -300 -240 -180

Auto-Restart Mode -110 -90 -70

IL 或 IM = 50 mA

IL 或 IM = 225 mA

IX = -50 mA

IX = -150 mA

IM = -50 mA

IM = -150 mA

1.90 2.50 3.00

2.30 2.90 3.30

1.26 1.33 1.40

1.18 1.24 1.30

1.24 1.31 1.39

1.13 1.19 1.25

mA

mA

mA

mA

V

V

V

35

版本 O 11/05

TOP242-250

条件

参数 符号

源极 = 0 V; TJ = -40 到 125 °C

见图 53

（有另行说明除外）

最小值 典型值 最大值 单位

多功能引脚 (M)、线电压检测引脚 (L) 及外部流限引脚 (X) 输入（继上）

最大占空比开始降
低时的阈值电流

远程关断漏极供电
电流

远程接通延迟

远程关断建立时间

频率输入

频率引脚阈值电压

频率引脚输入电流

电路保护

I

L(DC) 或

I

M(DC)

I

D(RMT)

t

R(ON)

t

R(OFF)

V

F

I

F

TJ = 25 °C

X, L 或 M Pin

见图 71

V

DRAIN

= 150 V

Floating

L 或 M Pin Shorted

到 CONTROL

From Remote ON 到 Drain Turn-On

见注释 B

Minimum Time Before Drain Turn-On

到 Disable Cycle, 见注释 B

见注释 B 2.9 V

VF = V

C

TOP242 P/G

TOP242 Y/R/F

TJ = 25 °C

TOP243 P/G

TJ = 25 °C

TOP243 Y/R/F

TJ = 25 °C

TOP244 P/G

TJ = 25 °C

Internal

di/dt = 90 mA/ms

Internal

di/dt = 150 mA/ms

Internal

di/dt = 180 mA/ms

Internal

di/dt = 200 mA/ms

40 60 75

0.6 1.0

1.0 1.6

2.5

2.5

10 40 100

0.418 0.45 0.481

0.697 0.75 0.802

0.837 0.90 0.963

0.930 1.00 1.070

mA

mA

ms

ms

mA

自保护流限
（见注释C）

36

版本 O 11/05

I

LIMIT

TOP244 Y/R/F

TJ = 25 °C

TOP245 P/G

TJ = 25 °C

TOP245 Y/R/F

TJ = 25 °C

TOP246 P/G

TJ = 25 °C

TOP246 Y/R/F

TJ = 25 °C

TOP247 Y/R/F

TJ = 25 °C

Internal

di/dt = 270 mA/ms

Internal

di/dt = 220 mA/ms

Internal

di/dt = 360 mA/ms

Internal

di/dt = 270 mA/ms

Internal

di/dt = 540 mA/ms

Internal

di/dt = 720 mA/ms

1.256 1.35 1.445

1.02 1.10 1.18

1.674 1.80 1.926

1.256 1.35 1.445

2.511 2.70 2.889

3.348 3.60 3.852

A

参数 符号

电路保护（继上）

条件

源极 = 0 V; TJ = -40 到 125 °C

（有另行说明除外）

TOP248 Y/R/F

TJ = 25

°C

见图 53

Internal

di/dt = 900 mA/ms

TOP242-250

最小值 典型值 最大值 单位

4.185 4.50 4.815

自保护流限
（见注释 C）

初始流限

前沿消隐时间

流限延迟
热关断温度
热关断迟滞
上电复位阈值电压

输出

I

LIMIT

I

INIT

t

LEB

t

IL(D)

V

C(RESET)

TOP249 Y/R/F

TJ = 25

°C

TOP250 Y/R/F

TJ = 25

°C

见注释 B

TJ = 25 °C, IC = 4 mA

图

53, S1 Open 1.75 3.0 4.25 V

TOP242

ID = 50 mA

TOP243

ID = 100 mA

Internal

di/dt = 1080 mA/ms

Internal

di/dt = 1260 mA/ms

≤ 85 VAC

(Rectified Line Input)

265 VAC

(Rectified Line Input)

见图

52

5.022 5.40 5.778

5.859 6.30 6.741

0.75 x

I

LIMIT(MIN)

0.6 x

I

LIMIT(MIN)

220 ns

A

A

IC = 4 mA 100 ns

130 140 150

Ω 75

TJ = 25

TJ = 100

°C

°C

TJ = 25 °C

TJ = 100 °C

15.6 18.0

25.7 30.0

7.80 9.00

12.9 15.0

°C

°C

导通电阻

R

DS(ON)

TOP244

ID = 150 mA

TOP245

ID = 200 mA

TOP246

ID = 300 mA

TOP247

ID = 400 mA

TOP248

ID = 500 mA

TJ = 25 °C

TJ = 100 °C

TJ = 25 °C

TJ = 100 °C

TJ = 25 °C

TJ = 100 °C

TJ = 25 °C

TJ = 100 °C

TJ = 25 °C

TJ = 100 °C

5.20 6.00

8.60 10.0

3.90 4.50

Ω

6.45 7.50

2.60 3.00

4.30 5.00

1.95 2.25

3.22 3.75

1.56 1.80

2.58 3.00

37

版本 O 11/05

TOP242-250

参数 符号

输出（继上）

条件

源极 = 0 V; TJ = -40 到 125 °C

见图 53

（有另行说明除外）

最小值 典型值 最大值 单位

导通电阻

关断状态漏极漏
电流

击穿电压

上升时间

下降时间

电源电压特性

漏极供电电压

分路稳压器电压

分路稳压器温漂

控制脚供电／
放电电流

R

DS(ON)

I

DSS

BV

V

C(SHUNT)

I

CD1

I

CD2

TOP249

ID = 600 mA

TOP250

ID = 700 mA

TJ = 25

TJ = 100

TJ = 25

TJ = 100

°C

°C

°C

°C

VL, VM = Floating; IC = 4 mA

VDS = 560 V; TJ = 125 °C

VL, VM = Floating; IC = 4 mA

DSS

t

R

t

F

见注释 D, TJ = 25 °C

Measured in a Typical Flyback

Converter Application

700 V

1.30 1.50

2.15 2.50

1.10 1.28

1.85 2.15

470

mA

100 ns

50 ns

Ω

见注释 E 36 V

IC = 4 mA 5.60 5.85 6.10 V

Output MOSFET

Enabled

VX, VL, VM = 0 V

±50

TOP242-245 1.0 1.6 2.5

TOP246-249 1.2 2.2 3.2

TOP250 1.3 2.4 3.65

ppm/°C

mA

Output MOSFET

Disabled

0.3 0.6 1.3

VX, VL, VM = 0 V

注释：

A. 对带有负号的技术指标，负温度系数随温度增加其数值增加，正温度系数随温度增加其数值减少。

B. 由特性保证。生产时未经测试。

C. 外部调节流限时，请参考典型性能特性一节中的图54b、55b及56b（流限与外部流限电阻）。所列明的容差仅在工

作在最大限流点处有效。

D. 可通过抬高漏极引脚电压，但不超过最小BV

E.

TOPSwitch-GX

在漏极电压比36 V低很多的情况下也可以启动和工作。但是，控制脚的充电电流会减少，这会影响

的方式来检查击穿电压。

DSS

启动时间、自动重启动频率和自动重启动占空此。请参阅图68的低压工作特性曲线中控制脚充电电流(IC)与漏极电压
之间的关系曲线。

38

版本 O 11/05

PI-2039-033001

DRAIN

VOLTAGE

HV

0 V

90%

10%

90%

t

2

t

1

D =

t

1

t

2

图 50. 占空比测量

120

100

80

40

20

60

0

0 2 4 6 8 10

CONTROL Pin Voltage (V)

CONTROL Pin Current (mA)

1

Slope

Dynamic

Impedance

=

PI-1939-091996

0.8

1.3

1.2

1.1

0.9

0.8

1.0

0

0 1 2 6 83

Time (µs)

DRAIN Current (normalized)

PI-2022-033001

4 5 7

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

I

LIMIT(MAX)

@ 25 °C

I

LIMIT(MIN)

@ 25 °C

I

INIT(MIN)

@ 85 VAC

I

INIT(MIN)

@ 265 VAC

t

LEB

(Blanking Time)

PI-2631-081204

5-50 V

5-50 V

S4

40 V

0.1 µF47 µF

470 Ω

5 W

Y or R Package (X and L Pins) P or G Package (M Pin)

470 Ω

0-100 kΩ

0-60 kΩ

0-60 kΩ

0-100 kΩ

NOTES: 1. This test circuit is not applicable for current limit or output characteristic measurements.

2. For P and G packages, short all SOURCE pins together.

D

SF X

C

L

M

C

CONTROL

TOPSwitch-GX

S1

S5

S3

0-15 V

S2

TOP242-250

图 51. 控制引脚 I-V特性 图 52. 漏极电流工作包络

图 53. TOPSwitch-GX通用测试电路

39

版本 O 11/05

TOP242-250

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

60

40

80

100

120

140

160

180

200

-250 -200 -150 -100 -50

IX or IM (µA)

Current Limit (A)

di/dt (mA/µs)

PI-2653-031904

0

Scaling Factors:

TOP242 P/G/Y/R/F: .45
TOP243 P/G: .75
TOP243 Y/R/F: .90
TOP244 P/G: 1
TOP244 Y/R/F: 1.35
TOP245 Y/R/F: 1.80
TOP246 Y/R/F: 2.70
TOP247 Y/R/F: 3.60
TOP248 Y/R/F 4.50
TOP249 Y/R/F: 5.40
TOP250 Y/R/F: 6.32

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

60

40

80

100

120

140

160

180

200

0 5K 10K 15K 20K 25K 30K 35K 40K

External Current Limit Resistor RIL (Ω)

Current Limit (A)

di/dt (mA/µs)

PI-2652-042303

45K

Maximum and minimum levels
are based on characterization.

Minimum

Typical

Maximum

Scaling Factors:

TOP242 P/G/Y/R/F: .45
TOP243 P/G: .75
TOP243 Y/R/F: .90
TOP244 P/G: 1
TOP244 Y/R/F: 1.35
TOP245 Y/R/F: 1.80
TOP246 Y/R/F: 2.70
TOP247 Y/R/F: 3.60
TOP248 Y/R/F 4.50
TOP249 Y/R/F: 5.40
TOP250 Y/R/F: 6.32

在测试器件的电气特性时需要注意的问题

在电源外对TOPSwitch-GX单独进行测试时，应该注意下
面的问题。图53是对TOPSwitch-GX进行实验室测试时建
议使用的电路图。

当漏极电源加上时，器件将进入自动重启动模式。控制引
脚电压将在4.8 V到5.8 V这一较低的频率范围内振荡，而
漏极则在控制引脚每进入第八个振荡周期时导通。如果在此
自动重启动模式中接通控制引脚电源，控制引脚振荡能够

典型性能特性

处于正确状态（漏极工作状态），从而观察到连续的漏极
波形的可能性只要12.5%。因此如果想要观察到连续的漏
极波形，就应先将VC的电源电压加上，然后再把漏极的
电源接通。上述的12.5%的可能性是由除8计数器造成的。
可临时将控制脚和源极引脚短路来复位TOPSwitch-GX，
使之出现正确的状态。

图 54a. 流限随X或M引脚电流的变化（见图55a和56a关于TOP245P/G和TOP246P/G）

40

版本 O 11/05

图 54b. 流限随外部流限阻抗的变化（见图55a和56a关于TOP245P/G和TOP246P/G）

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

-250 -200 -150 -100 -50

IM (µA)

Current Limit (A)

PI-3652-110405

0

Scaling Factor:

TOP245P/G: 1.1

40

60

80

100

120

140

160

180

200

di/dt (mA/µs)

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 5K 10K 15K 20K 25K 30K 35K 40K

External Current Limit Resistor RIL (Ω)

Current Limit (A)

di/dt (mA/µs)

PI-3651-110405

45K

Measured at 25 °C.

Scaling Factor:

TOP245P/G: 1.1

Typical

Refer to MULTIFUNCTION (M) Pin
Operation section

.70

.80

.75

.85

.90

1.00

.95

1.05

1.10

1.15

1.20

1.25

0 5K 10K 15K 20K 25K 30K 35K 40K

External Current Limit Resistor RIL (Ω)

Current Limit (Normalized to 25 °C)

PI-3653-073003

45K

0 °C

100 °C

25 °C

典型性能特性（继上）

图 55a. 流限随多功能引脚电流的变化（仅限TOP245P/G）

TOP242-250

图 55b. 流限随外部流限阻抗的变化（仅限TOP245P/G）

图 55c. 在 0 °C、25 °C及100 °C结温时外部流限随外部流限阻抗的变化（仅限TOP245P/G）

41

版本 O 11/05

TOP242-250

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

40

60

80

100

120

140

160

180

200

-250 -200 -150 -100 -50

IM (µA)

Current Limit (A)

di/dt (mA/µs)

PI-3724-110405

0

Scaling Factor:

TOP246P/G: 1.35

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

0 5K 10K 15K 20K 25K 30K 35K 40K

External Current Limit Resistor RIL (Ω)

Current Limit (A)

45K

Measured at 25 °C.

Scaling Factor:

TOP246P/G: 1.35

Typical

40

60

80

100

120

140

160

180

200

di/dt (mA/µs)

PI-3725-110405

Refer to MULTIFUNCTION (M) Pin
Operation section

.70

.80

.75

.85

.90

1.00

.95

1.05

1.10

1.15

1.20

1.25

0 5K 10K 15K 20K 25K 30K 35K 40K

External Current Limit Resistor RIL (Ω)

Current Limit (Normalized to 25 °C)

PI-3726-100703

45K

0 °C

100 °C

25 °C

典型性能特性（继上）

图 56a. 流限随多功能引脚电流的变化（仅限TOP246P/G）

图 56b. 流限随外部流限阻抗的变化（仅限TOP246P/G）

42

版本 O 11/05

图 56c. 在 0 °C、25 °C及100 °C结温时外部流限随外部流限阻抗的变化（仅限TOP246P/G）

典型性能特性（继上）

1.1

1.0

0.9

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Junction Temperature (°C)

Breakdown Voltage

(Normalized to 25 °C)

PI-176B-033001

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Junction Temperature (°C)

PI-1123A-033001

Output Frequency

(Normalized to 25 °C)

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Junction Temperature (°C)

PI-2555-033001

Current Limit

(Normalized to 25 °C)

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Junction Temperature (°C)

PI-2554-110705

Current Limit

(Normalized to 25 °C)

Use for TOP242-250 Y/R/F
packages and TOP242-244 P/G
packages only. See Figures 55c
and 56c for TOP245P/G and
TOP246P/G.

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Junction Temperature (°C)

PI-2553-033001

Overvoltage Threshold

(Normalized to 25 °C)

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Junction Temperature (°C)

PI-2552-033001

Under-Voltage Threshold

(Normalized to 25 °C)

图 57. 击穿电压随温度的变化 图 58. 频率随温度的变化

TOP242-250

图 59. 内部流限随温度的变化 图 60. 外部流限随温度变化(RIL = 12 kΩ.)

图 61. 过压阈值随温度的变化

图 62. 欠压阈值随温度的变化

43

版本 O 11/05

TOP242-250

6.0

4.5

5.5

5.0

2.0
0 100 200 300 400

LINE-SENSE Pin Current (µA)

LINE SENSE Pin Voltage (V)

PI-2688-102700

3.0

2.5

3.5

4.0

1.6

1.0

1.4

1.2

0

-240 -180 -60-120 0

EXTERNAL CURRENT LIMIT Pin Current (µA)

EXTERNAL CURRENT LIMIT

Pin Voltage (V)

PI-2689-102300

0.4

0.2

0.6

0.8

VX = 1.33 - IXx 0.66 kΩ

-200 µA ≤ I

X

≤ -25 µA

6

5

4

3

2

1

0

-300 -200 -100 0 100 200 300 400 500

PI-2542-102700

MULTI-FUNCTION Pin Voltage (V)

MULTI-FUNCTION Pin Current (µA)

See
Expanded
Version

1.2

1.4

1.6

0.4

0.6

0.2

0.8

1.0

0

-300 -200 -150 -50-250 -100 0

MULTI-FUNCTION Pin Voltage (V)

PI-2541-102700

MULTI-FUNCTION Pin Current (µA)

VM = 1.37 - IMx 1 kΩ

-200 µA ≤ I

M

≤

-25 µA

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Junction Temperature (°C)

PI-2562-033001

CONTROL Current

(Normalized to 25 °C)

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Junction Temperature (°C)

PI-2563-033001

Onset Threshold Current

(Normalized to 25 °C)

典型性能特性（继上）

图 63a. 线电压检测引脚电压随电流的变化

图 64a. 多功能引脚电压随电流的变化

图 63b. 外部流限引脚电压随电流的变化

图 64b. 多功能引脚电压随电流的变化（已扩展）

图 65. 占空比为0时控制电流输出随温度的变化

44

版本 O 11/05

图 66. 最大占空比降低的初始阈值电流随温度的变化

典型性能特性（继上）

6

5

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

DRAIN Voltage (V)

DRAIN Current (A)

PI-2645-010802

2

1

T

CASE

= 25 °C

T

CASE

= 100 °C

4

3

TOP250 1.17
TOP249 1.00

TOP248 0.83
TOP247 0.67
TOP246 0.50
TOP245 0.33
TOP244 0.25
TOP243 0.17
TOP242 0.08

Scaling Factors:

2

1.2

1.6

0

0 20 40 60 80 100

DRAIN Voltage (V)

CONTROL Pin

Charging Current (mA)

PI-2564-101499

0.4

0.8

VC = 5 V

0 100 200 300 400 500 600

10

100

1000

10000

PI-2646-010802

Drain Voltage (V)

DRAIN Capacitance (pF)

TOP250 1.17
TOP249 1.00

TOP248 0.83
TOP247 0.67
TOP246 0.50
TOP245 0.33
TOP244 0.25
TOP243 0.17
TOP242 0.08

Scaling Factors:

600

400

500

200

100

300

0

0 200100 400 500300 600

DRAIN Voltage (V)

Power (mW)

PI-2650-020802

TOP250 1.17
TOP249 1.00

TOP248 0.83
TOP247 0.67
TOP246 0.50
TOP245 0.33
TOP244 0.25
TOP243 0.17
TOP242 0.08

Scaling Factors:

1.2

0.8

1.0

0

-50 0 50 100 150

Junction Temperature (°C)

Remote OFF DRAIN Supply Current

(Normalized to 25 °C)

PI-2690-102700

0.2

0.4

0.6

图 67. 输出特性 图 68. IC随漏极电压的变化

TOP242-250

图 69. C

随漏极电压的变化 图 70. 漏极电容功耗

OSS

图 71. 远程关断漏极供电电流随温度的变化

45

版本 O 11/05

TOP242-250

器件订购信息

TOP 242 G N - TL

TOPSwitch

GX 序列号

封装信息

G 塑封表面贴 SMD-8B （仅限TOP242-246）

P 塑封直插式DIP-8B （仅限TOP242-246）
Y 塑封 TO-220-7C

R 塑封 TO-263-7C（TL选项具备）

F 塑封 TO-262-7C

无铅封装

空白 标准 (Sn Pb)

N 纯镀锡封装（P、G、Y & F封装）

带装 & 卷轴装及其他包装形式

空白 标准配置

TL 带装 & 卷轴装，（G封装，至少1000个；R封装，至少750个）

产品系列

46

版本 O 11/05

TOP242-250

47

版本 O 11/05

TOP242-250

48

版本 O 11/05

TOP242-250

49

版本 O 11/05

TOP242-250

50

版本 O 11/05

TOP242-250

版本 注释 日期

D - 11/00
E 1) 增加了R封装(D2PAK)。

2) 更正了缩写(s = seconds)。

3) 更正了图11中x轴单位(µA)。

4) 在图25中增加了外部流限电阻(RIL)。

5) 更正某些拼写。

6) 在表4中增加了说明。

7) 更正了击穿电压参数条件(TJ = 25 °C)。

8) 更正了插图中字体大小。

9) 更新了图40。

10) 更新了图44原理图中的元件值。

1) 更正了功率表内的数值。

F
G 1) 增加了TOP250器件和F封装 (TO-262)。

2) 在表1中增加了R封装的热阻抗参数及调整了表1中输出功率值。

3) 调整了关断状态电流值。

H 1) 增加了击穿电压测量的参数表。

2) 更正一些文字。

I 1) 更新了P、Y、R和F封装信息。

2) 更正了所有封装类型的热阻抗(

)。

q

JA

3) 增大了最大占空比并删除了最大占空比降低斜坡参数。

4) 更正了DIP-8B和SMD-8B封装图。

J 1) 增加了 TOP245P。

2) 更正了一些文字。

K 1) 更正了图4、6、20、28和34内的文字以及多功能引脚工作部分。 9/03

1) 增加了TOP246P。

L

M

1) 增加了无铅订购信息。

N 1) 更新了最大占空比条件。

2) 更正了一些文字。

3) 在最大额定功率规格内增加了注释4。

1) 增加了TOP245G和TOP246G。

O

7/01

9/01

1/02

9/02

4/03

8/03

3/04

12/04

4/05

11/05

51

版本 O 11/05

TOP242-250

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52

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