二合一集成控制芯片多采用3腳、4腳、5腳、7腳和8腳封裝，交流輸入電壓為世界各國均可通用的(85～265)V或(90～270)V，開關(guān)頻率為(30～220)kHz，輸出功率從10W到200W，可在充電器、VCR、打印機(jī)、適配器、轉(zhuǎn)接器、衛(wèi)星接收器、個(gè)人電腦、監(jiān)視器和彩電等設(shè)備的開關(guān)電源中廣泛應(yīng)用，美國功率集成公司（PowerIntegrationsInc.）于九十年代中期研制推出的三端脫線式TOPSwitch系列二合一集成控制器件，大多采用3腳的TO 220封裝，其引腳數(shù)目是目前同類產(chǎn)品中最少的，因而是該類器件的代表性產(chǎn)品。
2TOPSwitch器件簡介
TOPSwitch系列器件是三端脫線式PWM開關(guān)（Three terminalOff linePWMSwtich）的英文縮寫。TOPSwitch系列器件主要包括下列型號(hào)：TOP100～TOP104，TOP200～TOP204/TOP214，TOP209/TOP210。
TOPSwitch系列器件僅用了三個(gè)管腳就將脫線式開關(guān)電源所必需的具有通態(tài)可控柵極驅(qū)動(dòng)電路的高壓N溝道功率的MOS場效應(yīng)管，電壓型PWM控制器，100kHz高頻振蕩器，高壓起動(dòng)偏置電路，帶隙基準(zhǔn)，用于環(huán)路補(bǔ)償?shù)牟⒙?lián)偏置調(diào)整器以及誤差放大器和故障保護(hù)等功能全部組合在一起了。采用TOPSwitch器件的開關(guān)電源與采用分立的MOSFET功率開關(guān)及PWM集成控制器的開關(guān)電源相比，具有以下特點(diǎn)：
（1）成本低廉。使用TOPSwitch器件，可減少20～50個(gè)元器件，使產(chǎn)品的大小和重量減少50％；TOPSwitch因采用了源極調(diào)節(jié)板和可控的MOSFET通態(tài)驅(qū)動(dòng)，故電磁干擾(EMI)和EMI濾波器的成本可明顯降低；
（2）系統(tǒng)效率高。TOPSwitch系采用CMOS工藝制作，并在芯片中集成了盡可能多的功能，故與采用二極管或分立的功率開關(guān)電路相比，偏置電流顯著降低；開關(guān)電源所需的功能集成于芯片中后，外部的電流傳感電阻和初始起動(dòng)偏壓電流的電路均可除去，系統(tǒng)效率大大提高。特別是TOPSwitch器件專門針對(duì)反激式功率變換電路進(jìn)行了優(yōu)化，使最大值占空比可達(dá)70％，TOP100～TOP104，TOP200～TOP204/TOP214的效率可達(dá)90％，TOP209/TOP210的效率也可超過80％；
（3）電源設(shè)計(jì)簡化。TOPSwitch器件在3腳的TO 220封裝中集成了PWM控制器和高壓MOSFET功率開關(guān)，只需外接一個(gè)電容就能實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償、旁路、起動(dòng)和自動(dòng)重起功能。另外，美國功率集成公司還為TOPSwitch器件提供了許多標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的電路板，使應(yīng)用TOPSwitch的設(shè)計(jì)更為方便，極大地縮短了產(chǎn)品開發(fā)至進(jìn)入市場所需的時(shí)間；
�。�4）應(yīng)用靈活性高。TOPSwitch器件支持降壓型、升壓型、正激式和反激式功率變換電路，并且很容易和光耦及變壓器初級(jí)的反饋電路結(jié)合，無論在連續(xù)傳導(dǎo)模式和不連續(xù)傳導(dǎo)模式下均可工作；
�。�5）功能完善的系統(tǒng)級(jí)故障保護(hù)。TOPSwitch具有自動(dòng)重起和逐周電流限制功能，故可對(duì)功率變壓器初級(jí)和次級(jí)電路的故障進(jìn)行保護(hù)。TOPSwitch還具有在片熱關(guān)閉選通功能，可在電路超負(fù)荷時(shí)有效地保護(hù)電源。
一般，TOP100～TOP104主要應(yīng)用于輸入電壓為100V或110VAC，功率在（0～60）W范圍內(nèi)的開關(guān)電源或功率在（0～110）W范圍內(nèi)采用功率因數(shù)校正(PFC)的開關(guān)電源。同樣適用于功率在（0～25）W范圍內(nèi)的無線通信、有線通信以及其他DC/DC變換的應(yīng)用。
TOP200～TOP204/TOP214則適于輸入電壓為100V，110V或230VAC，功率在（0～100）W范圍內(nèi)的開關(guān)電源〔如在三種輸入電壓下均能工作，則功率限制在（0～50）W范圍內(nèi)〕，或輸入為230V或277VAC，功率在（0～150）W范圍內(nèi)采用功率因數(shù)校正的開關(guān)電源。
由于TOP100～TOP104采用的是350V的MOSFET，TOP200～TOP204/TOP214采用的是700V的MOSFET，故后者能在輸入電壓更高、系統(tǒng)功率更大的應(yīng)用中使用。兩組器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全相同，均如圖1所示。
TOP100～TOP104和TOP200～TOP204/TOP214采用圖2(a)所示3腳的TO 220封裝，管腳定義如下： 漏極——連接內(nèi)部MOSFET的漏極，在起動(dòng)時(shí)，通過內(nèi)部高壓開關(guān)電流源提供內(nèi)部偏置電流。
源極——連接內(nèi)部MOSFET的源極，是初級(jí)電路的公共點(diǎn)，電源回流和基準(zhǔn)點(diǎn)。
控制極——誤差放大電路和反饋電流的輸入端。在正常工作時(shí)，由內(nèi)部并聯(lián)調(diào)整器提供內(nèi)部偏流。系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)，可激發(fā)輸入電流，同時(shí)也是提供旁路、自動(dòng)重起和補(bǔ)償功能的電容連接點(diǎn)。
值得注意的是，TOP209/TOP210還特別為小功率備用電源應(yīng)用作了優(yōu)化，彌補(bǔ)了TOPSwitch系列在這一類應(yīng)用中的不足。應(yīng)用TOP209可以設(shè)計(jì)出性價(jià)比更高的開關(guān)電源，可為綠色或節(jié)能產(chǎn)品，如個(gè)人電腦、監(jiān)視器、UPS、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)提供備用電源，還可在諸如電視、家用電器、工業(yè)控制器和個(gè)人電腦等產(chǎn)品中應(yīng)用。
