TinySwitchII系列微型单片开关电源的应用
刺。当输入电压低于欠压值时,TNY267P就自动关断,起到保护作用;仅当输入电压高于欠压阈值时才工作。R2、R3为欠压阈值设定电阻。二者的总阻值选4MΩ时,欠压阈值设定为直流200V,整流后的直流高压UI必须高于200V时,才能开启电源。而一旦开启电源,就将持续工作,直到UI降至140V才关机。这种滞后式关机的特性,可为待机电源提供所需的保持(Holdup)时间。
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。
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(SFH6152)、稳压管VDZ对5V输出进行检测,R5给稳压管提供偏置电流。
2电路设计要点
21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。
图215W的PC机待机电源电路
图3TinySwitchII的印制板元件布置图
(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TinySwitchII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,TinySwitchII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TinySwitchII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[见《电源技术应用》2001(11)]。
(5)TinySwitchII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,TinySwitchII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。
22印制板设计要点
TinySwitchII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:
(1)TinySwitchII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TinySwitchII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TinySwitchII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TinySwitchII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TinySwitchII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
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