TinySwitchⅡ及其在待机电源中的应用
来源： 作者： 发布时间：2015-03-23 06:32:55 浏览量：1、引言
近年来，单片开关电源以其构成电源系统的低成本、高可靠性和设计灵活性等优点越来越受到电源设计者的欢迎。TinySwitch-Ⅱ系列是美国Power Integrations公司继TinySwitch之后，最新推出的第二代增强型高效小功率隔离式开关电源用集成电路，该系列产品包括TNY264P/G，TNY266P/G，TNY267P/G，TNY268P/G，共8种型号。TinySwitch-Ⅱ是TinySwitch的改进产品，用它构成电源系统时，成本比分立元件PWM和其他集成/混合式电源方案低、体积小、效率和可靠性高，特别适合于要求低成本、高效率的应用场合，如移动电话充电器、PC机及电视机待机电源、AC适配器、设备控制和网络终端等。
2、TinySwitch-Ⅱ的性能特点
TinySwitch-Ⅱ和TinySwitch一样具有简单的拓扑电路，但最大输出功率由10W提高到23W。TinySwitch-Ⅱ不仅象TinySwitch一样将700V功率MOSFET，振荡器，高压开关电流源，流限和热关断电路集成到了单片器件内，由漏极电压提供启动和工作能量，不需要变压器偏置绕组及相关电路，而且还在器件内结合了自动重启动、输入欠压检测和频率抖动功能。这种设计有效地消除了音频噪声。全集成的自动重启动电路将输出短路或控制环开路等故障情况下的输出功率限制在安全范围内，既限制了短路输出电流也保护了负载、同时减少了元件数，降低了次级反馈电路的成本。线路欠压门限可用一只检测电阻外部设定，从而消除了在待机电源等应用中，由于输入存储电容缓慢放电而产生的电源掉电故障。开关频率从44kHz提高到132kHz，允许使用低价格、小尺寸的EF12.6或EE13型磁芯，从而减小了高频变压器的体积、提高了电源效率，同时它的132kHz的工作频率是抖动的，可以显著降低准峰值和平均EMI，使得滤波成本最低。另外，它有极高的能效和可靠性。
3、引脚功能描述
如图1所示，TinySwitch-Ⅱ系列单片开关电源采用8脚双列直插式(DIP-8)或表面粘贴式(SMD-8)封装，其各引脚功能描述如下：
漏极(D)引脚 功率MOSFET的漏极输出引脚，为启动和稳态工作提供内部工作电流;
旁路(BP)引脚 该端与地(S极)之间需接一只0.1μF的旁路电容;
使能/欠压(EN/UV)引脚 此引脚具有输入使能和输入欠压检测两个功能，正常工作时，通过此引脚可控制功率MOEFET的通断(当该脚的电流大于240μA时将功率MOSFET关断)，此引脚还通过与输入直流高电压相连的外部电阻来检测欠压情况，若该引脚没有与外部电阻相连，则没有输入欠压功能;
源极(S)引脚 控制电路的公用点，连接到内部MOSFET的源极，4个源极在内部是相连通的，它们被划分成两组，其中2个S端须接控制电路的公共端，另2个S(HVRTN)端则接高压返回端，其典型应用电路如图2所示。
4、工作原理
图3为TinySwitch-Ⅱ的功能框图。其内部集成了一个耐压为700V的功率MOSFET和一个开/关控制器。与传统的PWM控制器不同，它使用一简单的开/关控制器来稳定输出电压。振荡器的频率为132kHz，振荡器中还增加了频率抖动电路，抖动量为±4kHz，该功能使EMI的均值和准峰值噪声均较低。
TinySwitch-Ⅱ通常是工作在极限电流的模式下。启动时，它在每个时钟周期的起始对EN/UV引脚信号取样，然后根据取样结果决定是否跳过周期或跳过多少个周期，同时确定适当的极限电流阈值。当漏极电流ID逐渐升高并达到ILIMIT值或占空比达到最大值Dmaxx时，使功率MOSFET关断。满载时TinySwitch-Ⅱ在大部分周期内导通，中等负载时则要跳过一部分周期并开始降低ILIMIT值，以维持输出电压稳定，轻载或空载时，则几乎要跳过所有周期并且进一步降低ILIMIT值，使功率MOSFET仅在很短时间内导通，以维持电源正常工作所必需的能量。这本质上共模电感器是引入了PFM调制的原理。另外，在轻负载状态下，当开关频率有可能进入音频范围内时，流限状态调节器以非连续方式降低流限，较低的流限值使得开关频率保持在音频以上，降低了变压器的磁通密度从而减轻了音频噪声。
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