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          基于TinySwitch-Ⅲ的懸浮式高壓恒流源的設計

          作者: 時間:2010-07-31 來源:網(wǎng)絡 收藏

          工業(yè)控制的輔助電源時,可采用美國PI公推出的TInySwitch-Ⅲ系列第三代微型開關電源。目前,世界通用的交流輸入電壓范圍是u=85~265V。但是當18V<u<75V時,芯片就無法提供足夠的偏壓以維持正常工作,這就大大限制了Ⅲ系列產(chǎn)品在低壓領域的應用。為解決上述難題,使Ⅲ在超低交流輸入電壓下也能正常工作,就需要從外部一個恒流源。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/180666.htm

            Ⅲ系列產(chǎn)品的性能特點

            TinySwitch-Ⅲ系列產(chǎn)品包括TNY274P~TNY280P、TNY274G~TNY280G等共14種型號。該系列產(chǎn)品主要有以下特點:

            ● TinySwitch-Ⅲ系列產(chǎn)品的最大輸出功率為36.5W(TNY280P/G型)。通過選擇BP/M端的電容量,可從外部設定內部漏極限流點。該系列產(chǎn)品中除TNY274P/G之外,每種型號都有3種不同的極限電流值可供用戶選擇。其優(yōu)點是在用相鄰型號進行替換時,無須重新高頻變壓器,也不用改變外圍元件。

            ● 用戶可分別從實現(xiàn)電源效率最大化、獲得最大輸出功率的角度來優(yōu)化電源設計。選擇較高的漏極限流點可獲得更高的峰值功率,或者在敞開式電源模塊中得到更高的連續(xù)輸出功率;而較低的極限電流值可提高密封式電源適配器/電池充電器的效率。

            ● 傳統(tǒng)的脈寬調制(PWM)式開關電源的效率隨負載的減輕而明顯降低。TinySwitch-Ⅲ則采用開/關控制方式,能滿足對待機電源及空載功耗節(jié)能標準的要求,空載功耗低于150mW;增加偏置繞組后可降到50mW以下。

            ● 具有輸入欠電壓保護、輸出過電壓保護和功率開關管自適應導通時間延長功能。

            TinySwitch-Ⅲ系列微型開關電源的工作原理

            TinySwitch-Ⅲ的內部框圖如圖1所示,其中,S、D分別為內部功率MOSFET的源極與漏極(4個源極在內部連通)。EN/UV為“使能/欠電壓”雙功能引出端,正常情況下,通過該端可控制功率MOSFET的通、斷;若在該端與直流輸入電壓之間連接一只外部電阻,即可檢測輸入是否欠電壓。BP/M為旁路/多功能端,單純作旁路端使用時,該端與地(S極)之間接0.1μF的旁路電容。BP/M端還具有多功能端的特性:首先是改變旁路電容的容量,即可設定漏極限流點;其次,該端還能提供關斷功能,具體方法是在反饋電壓的輸出端與BP/M端之間接一只穩(wěn)壓管,即可實現(xiàn)輸出過電壓保護。

          圖1 TinySwitch-Ⅲ的內部框圖

            TinySwitch-Ⅲ內部集成了一個耐壓為700V的功率MOSFET和一個開/關控制器。與傳統(tǒng)的PWM控制器不同,它采用一個簡單的開M關控制器來調節(jié)輸出電壓。內部主要包括振蕩器,5.85V穩(wěn)壓器,旁路端鉗位用的6.4V穩(wěn)壓管,使能檢測與邏輯電路,極限電流狀態(tài)機,欠電壓、過電流及過熱保護電路和自動重啟動計數(shù)器。

            TinySwitch-Ⅲ的極限電流ILIMIT與旁路電容CBP的對應關系見表1。以TNY279P/G為例,當旁路電容CBP=0.1μF時,選擇標準極限電流ILIMIT=650mA(典型值,下同);當旁路電容CBP=1μF時,選擇較低的極限電流ILIMIT-=550mA;當旁路電容CBP=10μF時,選擇較高的極限電流ILIMIT+=750mA,三者之間依次相差100mA。這種設計的最大優(yōu)點是能保證相鄰型號之間具有良好的兼容性。例如,TNY279P/G的ILIMIT-=550mA,這恰好是相鄰型號TNY278P/G的極限電流值;而TNY279P/G的ILIMIT+=750mA,這正是相鄰型號TNY280P/G的極限電流值,余者類推。

          TinySwitch-

            超寬輸入范圍的工業(yè)控制電源的電路設計

            由TinySwitch-Ⅲ系列產(chǎn)品TNY280P構成3W超寬輸入范圍的工業(yè)控制電源的電路如圖2所示。該電源的顯著特點是交流電壓輸入范圍極寬(18~265V),輸出電壓為+5V,輸出電流為600mA。電源效率可達65%,當交流輸入電壓為230V時的空載功耗低于200mW。該電源的應用領域包括工業(yè)控制所用的輔助電源。

          由TNY280P構成3W超寬輸入范圍的工業(yè)控制電源的電路

          圖2 由TNY280P構成3W超寬輸入范圍的工業(yè)控制電源的電路

            TinySwitch-Ⅲ系列產(chǎn)品能夠正常啟動和工作的最低漏極電壓為50V。通常情況下,當交流輸入電壓u>85V時,芯片可提供自供偏壓。但是當18V<u<75V時,芯片就無法提供足夠的偏壓以維持正常工作,這就大大限制了TinySwitch-Ⅲ系列產(chǎn)品在低壓情況下的應用。為解決上述難題,使TinySwitch-Ⅲ在超低交流輸入電壓下也能正常工作,需要從TNY280P外部增加一個電流源,以便在低壓時給旁路端BP/M繼續(xù)供電。式電流源的電路如圖3所示。它包括7.5V穩(wěn)壓管VDZ1(1N5236B)、PNP型晶體管VT1(ZTX558)、NPN型晶體管VT2(ZTX458)、二極管VD2和VD4、電阻R4~R6。其中,VD2為半波整流管;VD4為隔離二極管,可將電流源與其他電路隔離開。

          懸浮式電流源的電路


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