TinySwitch II系列第二代微型單片開關(guān)電源的原理

（3）將TinySwitch的使能端（EN）改為雙功能引出

端“使能／欠壓端”（EN／UV）。正常工作時(shí)由此端控制內(nèi)部功率MOSFET的通斷，該端還可用于輸入欠壓檢測信號(hào)。另外，在旁路端（BP）內(nèi)部還增加了6.3V的鉗位保護(hù)電路。

（4）新增加了開關(guān)頻率抖動(dòng)（frequencyjittering）

功能，能濾除浸過清漆的普通高頻變壓器產(chǎn)生的音頻噪聲，并防止電源的開關(guān)噪聲，還能快速上電而無過沖現(xiàn)象。TinySwitch?II的開／關(guān)控制器的調(diào)節(jié)速度比一般的脈寬調(diào)制器（PWM）更快，對(duì)紋波的抑制能力更佳。

（5）功率MOSFET漏極的極限電流ILIMIT的容

許偏差小。例如TNY264P／G的容許偏差僅為250±17mA，相對(duì)偏差減小到（±17／250）％=±6.8％；而TNY254P／G的容差為255±25mA，相對(duì)偏差達(dá)（±25／255）％=±9.8％。這表明，用TNY264P／G代替TNY254P／G來設(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí)，由于TNY264P／G不需要留出過多的極限電流余量，因此在相同輸入功率／輸出電壓的條件下，輸出功率要高于TNY254P／G，并且能降低外圍元件的成本。

1.3TinySwitch?II與TinySwich的性能比較

TinySwitch?II與TinySwich系列產(chǎn)品的性能比較見表2。

2TinySwitch?II系列的工作原理

2.1管腳功能

TinySwitch?II系列產(chǎn)品的引腳排列如圖1所示，它采用雙列直插式封裝（DIP?8B）或表面貼片式封裝（SMD?8B），但實(shí)際引出端只有7個(gè)。由于第6腳未引出，從而增加了漏極與源極的安全距離?？紤]到它有4個(gè)源極端S，故等效于四端器件。4個(gè)源極被劃分成兩組：兩個(gè)S端需接控制電路的公共端，兩個(gè)S（HVRTN）端則接高壓返回端，它們都與內(nèi)部MOSFET的源極連通。D為內(nèi)部功率MOSFET的漏極引出端，為啟動(dòng)和穩(wěn)定工作提供了內(nèi)部工作電流。BP為旁路端，接外部0.1μF的旁路電容。正常工作時(shí)，由EN/UV端來控制內(nèi)部功率MOSFET的通斷。超載時(shí)，從EN/UV端流出的電流大于240μA，強(qiáng)迫功率MOSEFT關(guān)斷。若該端經(jīng)一只2MΩ電阻接輸入直流高壓UI，即可對(duì)UI進(jìn)行欠壓檢測，不接電阻時(shí)無此項(xiàng)功能。

圖2TinySwitch?II的功能框圖

圖3頻率抖動(dòng)的波形

2.2工作原理

TinySwitch?II內(nèi)部集成了一個(gè)耐壓為700V的功率MOSFET和一個(gè)開／關(guān)控制器。與傳統(tǒng)的PWM控制器不同，它采用一個(gè)簡單的開/關(guān)控制器來調(diào)節(jié)輸出電壓。其功能框圖如圖2所示。主要包括振蕩器，5.8V穩(wěn)壓器，旁路端鉗位用的6.3V穩(wěn)壓管，使能檢測與邏輯電路，極限電流狀態(tài)機(jī)，欠壓、過流及過熱保護(hù)電路，自動(dòng)重啟動(dòng)計(jì)數(shù)器。此外，EN／UV的內(nèi)部電路中還增加了一個(gè)源極跟隨器。由圖2可見，能夠控制MOSFET關(guān)斷的電路有以下幾種：BP端欠壓比較器，過流比較器，過熱保護(hù)電路，前沿閉鎖電路，最大占空比信號(hào)Dmax，EN／UV控制端。它們之間呈“邏輯或”的關(guān)系，任何一路均可單獨(dú)將MOSFET關(guān)斷。

TinySwitch?II一般工作在極限電流的模式下。啟動(dòng)時(shí)，在每個(gè)時(shí)鐘周期開始時(shí)刻，TinySwitch?II對(duì)EN／UV端進(jìn)行取樣，再根據(jù)取樣結(jié)果來決定是否跳過周期以及跳過多少個(gè)周期，同時(shí)確定適當(dāng)?shù)臉O限電流閾值。當(dāng)漏極電流ID逐漸升高并達(dá)到ILIMIT值或者占空比達(dá)到最大值Dmax時(shí)，使MOSFET關(guān)斷。滿載時(shí)TinySwitch?II在大部分周期內(nèi)導(dǎo)通；中等負(fù)載時(shí)則要跳過一部分周期并開始降低ILIMIT值，以維持輸出電壓穩(wěn)定。輕載或空載時(shí)，則幾乎要跳過所有周期，并且進(jìn)一步降低ILIMIT值，使功率MOSFET僅在很少時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通，以維持電源正常工作所必須的能量。

EN／UV端一般由光耦合器驅(qū)動(dòng)。光耦合器中接收管的集電極連到EN／UV端，發(fā)射極則接源極。光耦合器與穩(wěn)壓管串聯(lián)在穩(wěn)壓輸出端，輸出電壓UO就等于光耦合器內(nèi)部發(fā)光二極管（LED）正向壓降UF與穩(wěn)壓管穩(wěn)定電壓UZ之和。當(dāng)UO↑時(shí)，LED開始導(dǎo)通，將EN／UV腳電壓置成低電平，使功率MOSEFT關(guān)斷，通過減小占空比來使UO↓，最終達(dá)到穩(wěn)壓目的。為改善穩(wěn)壓性能，亦可用可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431來代替普通的穩(wěn)壓管。