TNY256型单片机开关电源及其应用

1 TNY256的性能特点

·内置自动重启电路，不需外接元件，一旦发生输出短路或控制环开路故障，可将占空比降低以保护芯片。

·在输入直流高压电路中，不需要使用瞬态电压抑制器构成的钳位保护电路，仅用简单的RC吸收回路即可衰减视频噪声。

·输入欠压检测电路仅需外接1只电阻，目的是在上电时将片内的功率MOSFET关断，直到直流输入电压VI达到欠压保护门限电压（100V）为止；正常工作后若VI突然降低，对芯片也能起到保护作用。

·开关频率抖动可降低电磁辐射。

·输入电压范围宽（85～265VAC或120～375VDC）且交、直流两用。效率高，265VAC输入时的空载功耗低于100mW。

·控制方式简单。采用开/关控制器来代替传统的PWM脉宽调制器对输出电压进行调节，开关控制器可等效为脉冲频率调制器（PFM），其调节速度更快，对纹波的抑制能力也更强。

·外围电路简单，可选用低成本的外围元件。无论在启动时还是正常工作时，芯片所消耗的能量均由漏极电源提供，无需再加反馈绕组及相关电路，也不用回路补偿。

·利用使能端可从部关断功率MOSFET，采用跳过时钟周期的方式来调节负载电压，并且在快速上电时输出电压无过冲现象，掉电时，功率MOSFET也不会出现频率倍增现象。

·高效、小功率输出，适合构成0～16W的小功率、低成本开关电源。

2 TNY256的封装及引脚功能

TNY256的三种封装形式如图1所示。该器件实际上只有4个有效引脚，D、S分别为功率MOSFET的漏极和源极；同时S也是控制电路的公共端。BP（BYPASS）为旁路端，该端与地（S极）间需接一只0.1μF的旁路电容器，通过漏极和内部电路产生5.8V的电源电压给该芯片供电。EN/UV为使能/欠压端，正常工作时由此端控制内部功率MOS管的通断，当IEN≥50μA时，MOSFET关断，该端还可用于输入欠压检测，具体方法是将EN/UV端经一只2MΩ的电阻器接VI。



3 TNY256的工作原理

TNY256内含一个700V功率MOSFET开关管和一个电源控制器，与传统的PWM脉宽调制控制方式不同，该器件采用简单的开/关控制来调节输出电压使之稳定。TNY256的内部结构如图2所示，主要包括振荡器、使能输入、5.8V稳压器、BP脚欠压保护电路、过热保护电路、过流保护电路、自动重启动计数器、输入欠压检测电路、700V功率MOSFET。



3．1 振荡器

TNY256内部有完整的振荡电路，无需外接阻容元件。内部振荡器的典型频率设为130kHz，振荡器将产生两个信号：一个是最大占空比信号DCMAX，另一个是时钟信号CLOCK，作为每个周期的起始信号。振荡器还具有频率抖动功能，频率抖动的典型值为5kHz，频率抖动的调制频率设为1kHz，以便最大限度地降低EMI。

3．2 使能输入

和EN/UV相连的使能输入电路包含一个低阻抗的源极输出器，设定其输出为1.5V。流过源极输出器的电流被限制为50μA，并有10μA的滞后特性。当从EN/UV引脚流出的电流超过50μA时，使能电路的输出端产生一个低电平将功率MOSFET关断。在每个时钟信号的上升沿（即每个周期的开始时刻），要对使能检测电路的输出进行取样，如为高电平，则功率MOSFET导通，如为低电平，则功率MOSFET截止。

3．3 5.8V稳压器

该稳压器的输入端接MOSFET的漏极，输出端接0.1μF的旁路电容器CBP。当MOSFET截止时，5.8V稳压器对CBP充电,使VBP=5.8V，当MOSFET导通时，改由CBP上储存的电能向芯片供电，CBP除用来存储电能外，还兼有高频退耦的作用。

3．4 BP脚欠压保护电路

当VI下降而导致BP脚电压低于5.1V时，功率MOSFET将被关断，起到输入欠压保护的作用。直到BP脚电压恢复到5.8V，MOSFET才能正常工作。

3．5 过热保护电路

芯片阈值结温设定为135℃，并有70℃的滞回特性，一旦芯片结温超过135℃，立即关断功率MOSFET，使芯片温度降低。

3．6 过流保护电路

当流过功率MOSFET中的电流超过极限电流ILIMTT时，该电路将关断功率MOSFET。

为了防止因初级电容器或次级超快恢复二极管在反向恢复时间内产生类峰电压，而造成功率MOSFET误关断，专门设置了前沿闭锁电路。它能在功率MOSFET则导通的短时间（tLED）内将过流比较器输出的尖峰电压封锁掉，可避免功率MOSFET在刚导通后又被类峰电压关断而产生误动作。

3．7 自动重启计数据

当电路发生输出过载、输出短路或控制环开路等故障时，TNY256进入自动重启工作状态。当EN/UV脚变为低电平时，内部计数器被复位。如在32ms内EN/UV脚没有变为低电平，在正常情况下功率MOSFET将会停止工作128ms(如在欠压情况下，它会一直停止工作直到欠压消除)。在故障没有排除之前，自动重启计数器将交替代功率MOSFET工作和不工作。