使用TinySwitch II实现开关电源优化的电路设计

： 15W的PC机待机电源电路

初级一侧的辅助绕组经VD2、C2整流滤波后，获得+12V输出电压，并通过R4给TNY267P供电。正常工作时TNY267P内部漏极驱动的电流源也停止对外部旁路电容充电，以减少其间的静态损耗。选R4=10kΩ时，可为旁路端提供640μA的电流，这略高于TNY267P的损耗电流，超出部分将被芯片内部的稳压管钳位在6.3V的安全电压上。字串6次级输出经VD3、C6和C7进行整流滤波。L与C8构成后级滤波器，主要用来滤 除开关噪声。当输出端短路时，自动重启动电路就限制了输出电流的增大，并且滤除了对VD3的过冲电压。由光耦合器IC2(SFH615 2)、稳压管VDZ对5V输出进行检测，R5给稳压管提供偏置电流。

2：电路设计要

2.1 使用注意事项

(1)直流输入电压UI的最小值UImin可按90V来设计。输入宽范围电压(85V～265V)时，输入级滤波电容C1的容量可按3μF/W的比例系数来选取;例如当输出功率PO=10W时，C1=30μF。对于交流230V±15%固定电压输入的情况，比例系数可取1μF/W。　

(2)为了降低损耗，提高电源效率，次级整流管宜采用肖特基势垒二极管(SchottkyBarrierDiode，英文缩写为SBD)，简称肖特基二极管。这种管子具有正向压降低(UF≈0.4V)、功率损耗小、反向恢复时间短(trr可小到几ns)等优点，适合用做低压、大电流整流或续流。

(3)选择输出功率较大的TinySwitch II芯片，有 助于提高电源效率。例如在图2所示的电路中，选择TNY267时电源效率的下限值为78%;若采用TNY266、TNY264，就依次降为76%、74%。

(4)在特定的应用中，TinySwitch II的最大输出功率随热环境(包括环境温度，散热条件，通风状况以及电源采用密封式还是敞开式等因素)、高频变压器磁芯的尺寸、工作方式的设计(连续模式或不连续模式)、所需功率、输入电压的最小值、输入级滤波电容的容量、输出整流管的正向压降等条件而变化，可能与TinySwitch II系列第二代微型开关电源的原理一文中的表1中所列的典型值不同。

(5)TinySwitch II能滤除高频变压器产生的音频 噪声。允许采用普通结构的浸漆变压器，磁芯之间也可以不用胶粘接。当开关电源随负载的减轻而产生音频干扰时，TinySwitch II就通过不连续地减小极限电流值，以滤除音频噪声。

(6)图1中的LTV817型线性光耦合器，可用 PC817或PC817A来代替。它们的技术参数基本相同，电流传输比CTR=80%～160%，反向击穿电压U(BR)CEO≥35V。

(7)在图2所示电路中，待机电源若选择TNY266P芯片，输出功率就降为10W。此时可选EE16型高频变压器磁芯，并且还可以去掉滤波电容C7。

2.2 印制板设计要点

TinySwitch II芯片的印制板元器件布置图，如图3所示，这里未使用欠压保护电阻。设计印制板时必须注意以下事项：

图3： TinySwitch II的印制板元件布置图　　

(1)TinySwitch II下面的敷铜板不仅作为源极接 地点，还起到散热作用。图3中阴影区域面积应足够大，才能保证TinySwitch II和次级整流管散热良好，使芯片的结温低于100℃。

(2)旁路端电容CBP和输入滤波电容C1必须采用单点接地法，接至源极端。连接C1、高频变压器和TinySwitch II的初级回路应尽量短捷。

(3)初级钳位电路用于限制关断时漏极上的峰 值电压。可用R、C、VD型钳位电路来实现，亦可用200V稳压管或者瞬态电压抑制器(TVS)对漏极电压进行钳位。在任何情况下，都要使钳位元器件到高频变压器和TinySwitch II的距离为最短。

(4)若使用欠压检测电阻，应使电阻尽可能靠近 EN/UV端，以减少感应噪声。还需要考虑欠压检测电阻R2和R3的耐压值。选择(1/4)W的电阻时，一般可承受200V电压(指连续加压，下同)；对(1/2)W的电阻，耐压值则为400V。

(5)安全电容(Y电容)应直接安装在初级滤波电容的正极与次级的公共地(返回端)之间，最大限度地抑制电磁干扰和共模浪涌电压。

(6)光耦合器到TinySwitch II的EN/UV端和源极的距离应最短，以减小噪声耦合。EN/UV脚到光耦合器的距离应小于12.7mm，到漏极的距离则应大于5.1mm。

(7)为提高稳压性能，连到次级绕组、次级整流管、次级滤波电容的的环路要尽量短。次级整流管的焊盘面积须足够大，以确保在输出短路的情况下能将整流二极管的热量及时散发掉。

(8)连到输入、输出滤波电容的印制导线采用了末端收缩的布线方式，这有两个好处：能使所有的高频电流通过滤波电容被滤掉(若印制导线过宽，印制导线之间的分布电容就会影响对高频干扰的滤波效果)；;减少由TinySwitch II向输入滤波电容、由次级整流管向输出滤波电容传输的热量。返回端与次级的连线要短捷、连线的特性阻抗要低。另外，返回端应直接连到次级绕组的引脚处，而不是Y电容的焊