小功率、低成本的高效開關(guān)電源設(shè)計(jì)方案

TinySwitchII系列產(chǎn)品可廣泛用于23W以下小功率、低成本的高效開關(guān)電源。例如，IC卡付費(fèi)電度表中的小型化開關(guān)電源模塊，手機(jī)電池恒壓／恒流充電器，電源適配器（Powersupplyadapter），微機(jī)、彩電、激光打印機(jī)、錄像機(jī)、攝錄像機(jī)等高檔家用電器中的待機(jī)電源（Standbypowersupply），也適用于ISDN及DSL網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備。

使用TinySwitchII便于實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源的優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于其開關(guān)頻率提高到132kHz，因此高頻變壓器允許采用EE13或EF12.6小型化磁芯，并達(dá)到很高的電源效率。TinySwitchII具有頻率抖動(dòng)特性，僅用一只電感（在輸出功率小于3W或可接受的較低效率時(shí)，還可用兩個(gè)小電阻）和兩只電容，即可進(jìn)行EMI濾波。即使在短路條件下，也不需要使用大功率整流管。做具有恒壓／恒流特性的充電器時(shí)，TinySwitchII能直接從輸入高壓中獲取能量，不需要反饋繞組，并且即使輸出電壓降到零時(shí)仍能輸出電流，因此可大大簡(jiǎn)化充電器的電路設(shè)計(jì)。對(duì)于需要欠壓保護(hù)的應(yīng)用領(lǐng)域（如PC待機(jī)電源），也能節(jié)省元件數(shù)量。

1：TinySwitchII的典型應(yīng)用

1：1--2.5W恒流／恒壓輸出式手機(jī)電池充電器

由TNY264（IC1）構(gòu)成的2.5W（5V、0.5A）、交流寬范圍輸入的手機(jī)電池充電器電路，如圖1所示。RF為熔斷電阻器。85V～265V交流電經(jīng)過VD1～VD4橋式整流，再通過由電感L1與C1、C2構(gòu)成的π型濾波器，獲得直流高壓UI。R1為L(zhǎng)1的阻尼電阻。利用TNY264的頻率抖動(dòng)特性，允許使用簡(jiǎn)單的濾波器和低價(jià)格的安全電容C8（Y電容）即可滿足抑制初、次級(jí)之間傳導(dǎo)式電磁干擾（EMI）的國際標(biāo)準(zhǔn)。即使發(fā)生輸出端容性負(fù)載接地的最不利情況下，通過給高頻變壓器增加屏蔽層，仍能有效抑制EMI。由二極管VD6、電容C3和電阻R2構(gòu)成的鉗位保護(hù)電路，能將功率MOSFET關(guān)斷時(shí)加在漏極上的尖峰電壓限制在安全范圍以內(nèi)。當(dāng)輸出電流IO低于500mA時(shí)，電壓控制環(huán)工作，電流控制環(huán)則因晶體管VT截止而不起作用。此時(shí)，輸出電壓UO由光耦合器IC2（LTV817）中LED的正向壓降（UF≈1V）和穩(wěn)壓管VDZ的穩(wěn)壓值（UZ=3.9V）來共同設(shè)定，即UO=UF＋UZ≈5V。電阻R8給穩(wěn)壓管提供偏置電流，使VDZ的穩(wěn)定電流IZ接近于典型值。次級(jí)電壓經(jīng)VD5、C5、L2和C6整流濾波后，獲得＋5V輸出電壓。

圖1：2.5W恒壓／恒流式手機(jī)電池充電器電路圖

TinySwitchII的開關(guān)頻率較高，在輸出整流管VD5關(guān)斷后的反向恢復(fù)過程中，會(huì)產(chǎn)生開關(guān)噪聲，容易損壞整流管。雖然在VD5兩端并上由阻容元件串聯(lián)而成的RC吸收電路，能對(duì)開關(guān)噪聲起到一定的抑制作用，但效果仍不理想，況且在電阻上還會(huì)造成功率損耗。解決的辦法是在次級(jí)整流濾波器上串聯(lián)一只磁珠。