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TNY256單片開關(guān)電源的原理與應(yīng)用

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TNY256單片開關(guān)電源的原理與應(yīng)用

TNY256系列為目前國(guó)際上新開發(fā)的微型單片開關(guān)電源集成電路,它適合制作高效率、低成本、19W以下的微型化開關(guān)電源適配器,可廣泛用于待機(jī)電源適配器和高檔家電中。介紹了其性能特點(diǎn)、工作原理及典型應(yīng)用。

TNY256系列是美國(guó)PowerIntegrations公司繼TinySwitch之后,于1999年新推出的一種四端單片開關(guān)電源。它不僅繼承了TinySwitch系列高效、小功率、低成本的優(yōu)點(diǎn),還在電源適配器內(nèi)部電路及功能上做了重要改進(jìn),使輸出功率得到顯著提高,保護(hù)功能也更加完善。該系列產(chǎn)品適用于微機(jī)待機(jī)電源適配器、手機(jī)電池充電器和AC/DC電源適配器。
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1.TNY256系列的性能特點(diǎn)

TNY256系列包括TNY256P、TNY256G、TNY256Y三種型號(hào),具有如下特點(diǎn):
(1)以TNY256Y為例,在230V±15%交流固定電壓輸入時(shí),電源適配器較大輸出功率可達(dá)19W,在85～265V寬范圍交流電壓輸入時(shí)為11W,比TNY255分別提高了90%和69%,為設(shè)計(jì)較大功率的低成本開關(guān)電源提供了便利條件。
(2)與TinySwitch相比,它增加了自動(dòng)重起動(dòng)計(jì)數(shù)器和輸入欠壓檢測(cè)電路。一旦發(fā)生輸出短路、控制環(huán)開路或掉電故障,均能保護(hù)芯片不受損壞。
(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(cè)。
(4)新增加了開關(guān)頻率抖動(dòng)(frequencyjitter-ing)功能。開關(guān)頻率為100kHz,而頻率抖動(dòng)范圍是132.5～127.5kHz,抖動(dòng)量為5kHz。頻率抖動(dòng)波形如圖1a所示。由圖1b可見,利用此功能可顯著減小噪聲干擾,并且噪聲諧波次數(shù)愈高,抑制作用愈明顯。例如對(duì)五次諧波噪聲平均值的衰減量可達(dá)10dB以上。
TNY256單片開關(guān)電源的原理與應(yīng)用
2.TNY256的工作原理
TNY256的功能框圖如圖2所示。主要包括電源適配器振蕩器、5.8V穩(wěn)壓器、使能檢測(cè)與邏輯電路、開/關(guān)控制器與輸出級(jí)、上電/掉電功能電路、欠壓、過流及過熱保護(hù)電路、自動(dòng)重起動(dòng)計(jì)數(shù)器七部分。芯片內(nèi)部有完整的振蕩電路,能產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)(Clock)和大占空比信號(hào)(Dmax)。5.8V穩(wěn)壓器的輸入端接漏極電壓VD,輸出端接旁路電容CBP。

當(dāng)功率MOSFET關(guān)斷時(shí),電源適配器5.8V穩(wěn)壓器就對(duì)CBP充電,使VBP=5.8V。在功率MOSFET導(dǎo)通時(shí),改在電源適配器CBP上儲(chǔ)存的電能向芯片供電。使能端的關(guān)斷電流為50μA。當(dāng)從EN/UV端流出電流IEN=50μA時(shí),RS觸發(fā)器置零,Q=0,關(guān)閉主控門Y2,MOSFET不工作;IEN<40μA時(shí),MOSFET要經(jīng)過10～14μs的延遲時(shí)間才工作在開關(guān)狀態(tài),并且輸出波形與Dmax波形反相。使能端的電壓VEN≈1.5V(典型值)。在每個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的上升沿(即每個(gè)周期的開始時(shí)刻),對(duì)使能檢測(cè)電路的輸出進(jìn)行取樣。開/關(guān)控制器和輸出級(jí)主要包括RS觸發(fā)器、門電路(與門Y1～Y3、或門H)、MOSFET。其中,Y2為主控門。若在EN/UV端與VI之間接一只2MΨ電阻,就能禁止重起動(dòng),并能檢測(cè)VI是否欠壓,電源適配器一旦直流輸入電壓VI<100V時(shí),電源適配器自動(dòng)重起動(dòng)計(jì)數(shù)器就停止計(jì)數(shù),功率MOSFET不工作,可起到保護(hù)作用。

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| 發(fā)布時(shí)間：2018.07.04    來源：電源適配器廠家
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