臨界斷續(xù)模式PFC在電子鎮(zhèn)流器中的應(yīng)用

摘要：分析了TinySwitch并虻墓ぷ髟理和主要性能特點，表明了它在構(gòu)成小功率開關(guān)電源時的低成本、高可靠性和高效率等優(yōu)點，并討論了其在待機電源中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：TinySwitch并潁豢關(guān)電源；待機電源

1 引言

近年來，單片開關(guān)電源以其構(gòu)成電源系統(tǒng)的低成本、高可靠性和設(shè)計靈活性等優(yōu)點越來越受到電源設(shè)計者的歡迎。TinySwitch－Ⅱ系列是美國Power Integrations公司繼TinySwitch之后，最新推出的第二代增強型高效小功率隔離式開關(guān)電源用集成電路，該系列產(chǎn)品包括TNY264P/G，TNY266P/G，TNY267P/G，TNY268P/G，共8種型號。TinySwitch-Ⅱ是TinySwitch的改進產(chǎn)品，用它構(gòu)成電源系統(tǒng)時，成本比分立元件PWM和其他集成/混合式電源方案低、體積小、效率和可靠性高，特別適合于要求低成本、高效率的應(yīng)用場合，如移動電話充電器、PC機及電視機待機電源、AC適配器、設(shè)備控制和網(wǎng)絡(luò)終端等。

2 TinySwitch-Ⅱ的性能特點

TinySwitch-Ⅱ和TinySwitch一樣具有簡單的拓撲電路，但最大輸出功率由10W提高到23W。TinySwitch-Ⅱ不僅象TinySwitch一樣將700V功率MOSFET，振蕩器，高壓開關(guān)電流源，流限和熱關(guān)斷電路集成到了單片器件內(nèi)，由漏極電壓提供啟動和工作能量，不需要變壓器偏置繞組及相關(guān)電路，而且還在器件內(nèi)結(jié)合了自動重啟動、輸入欠壓檢測和頻率抖動功能。這種設(shè)計有效地消除了音頻噪聲。全集成的自動重啟動電路將輸出短路或控制環(huán)開路等故障情況下的輸出功率限制在安全范圍內(nèi)，既限制了短路輸出電流也保護了負載、同時減少了元件數(shù)，降低了次級反饋電路的成本。線路欠壓門限可用一只檢測電阻外部設(shè)定，從而消除了在待機電源等應(yīng)用中，由于輸入存儲電容緩慢放電而產(chǎn)生的電源掉電故障。開關(guān)頻率從44kHz提高到132kHz，允許使用低價格、小尺寸的EF12.6或EE13型磁芯，從而減小了高頻變壓器的體積、提高了電源效率，同時它的132kHz的工作頻率是抖動的，可以顯著降低準峰值和平均EMI，使得濾波成本最低。另外，它有極高的能效和可靠性。

3 引腳功能描述

如圖1所示，TinySwitch-Ⅱ系列單片開關(guān)電源采用8腳雙列直插式（DIP-8）或表面粘貼式（SMD-8）封裝，其各引腳功能描述如下：

圖1 引腳配置圖

漏極(D)引腳 功率MOSFET的漏極輸出引腳，為啟動和穩(wěn)態(tài)工作提供內(nèi)部工作電流；

旁路（BP）引腳 該端與地（S極）之間需接一只0.1μF的旁路電容；

使能/欠壓(EN/UV)引腳 此引腳具有輸入使能和輸入欠壓檢測兩個功能，正常工作時，通過此引腳可控制功率MOEFET的通斷（當該腳的電流大于240μA時將功率MOSFET關(guān)斷），此引腳還通過與輸入直流高電壓相連的外部電阻來檢測欠壓情況，若該引腳沒有與外部電阻相連，則沒有輸入欠壓功能；

源極（S）引腳 控制電路的公用點，連接到內(nèi)部MOSFET的源極，4個源極在內(nèi)部是相連通的，它們被劃分成兩組，其中2個S端須接控制電路的公共端，另2個S（HVRTN）端則接高壓返回端，其典型應(yīng)用電路如圖2所示。

圖2 典 型 應(yīng) 用 電 路

4 工作原理

圖3為TinySwitch-Ⅱ的功能框圖。其內(nèi)部集成了一個耐壓為700V的功率MOSFET和一個開/關(guān)控制器。與傳統(tǒng)的PWM控制器不同，它使用一簡單的開/關(guān)控制器來穩(wěn)定輸出電壓。振蕩器的頻率為132kHz，振蕩器中還增加了頻率抖動電路，抖動量為±4kHz，該功能使EMI的均值和準峰值噪聲均較低。

圖3 功 能 框 圖