TinySwitch II系列第二代微型單片開關電源的原理

（3）將TinySwitch的使能端（EN）改為雙功能引出

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

（4）新增加了開關頻率抖動（frequencyjittering）

功能，能濾除浸過清漆的普通高頻變壓器產生的音頻噪聲，并防止電源的開關噪聲，還能快速上電而無過沖現(xiàn)象。TinySwitch?II的開／關控制器的調節(jié)速度比一般的脈寬調制器（PWM）更快，對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，相對偏差減小到（±17／250）％=±6.8％；而TNY254P／G的容差為255±25mA，相對偏差達（±25／255）％=±9.8％。這表明，用TNY264P／G代替TNY254P／G來設計開關電源時，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），但實際引出端只有7個。由于第6腳未引出，從而增加了漏極與源極的安全距離。考慮到它有4個源極端S，故等效于四端器件。4個源極被劃分成兩組：兩個S端需接控制電路的公共端，兩個S（HVRTN）端則接高壓返回端，它們都與內部MOSFET的源極連通。D為內部功率MOSFET的漏極引出端，為啟動和穩(wěn)定工作提供了內部工作電流。BP為旁路端，接外部0.1μF的旁路電容。正常工作時，由EN/UV端來控制內部功率MOSFET的通斷。超載時，從EN/UV端流出的電流大于240μA，強迫功率MOSEFT關斷。若該端經一只2MΩ電阻接輸入直流高壓UI，即可對UI進行欠壓檢測，不接電阻時無此項功能。

圖2TinySwitch?II的功能框圖

圖3頻率抖動的波形

2.2工作原理

TinySwitch?II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/關控制器來調節(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，欠壓、過流及過熱保護電路，自動重啟動計數(shù)器。此外，EN／UV的內部電路中還增加了一個源極跟隨器。由圖2可見，能夠控制MOSFET關斷的電路有以下幾種：BP端欠壓比較器，過流比較器，過熱保護電路，前沿閉鎖電路，最大占空比信號Dmax，EN／UV控制端。它們之間呈“邏輯或”的關系，任何一路均可單獨將MOSFET關斷。

TinySwitch?II一般工作在極限電流的模式下。啟動時，在每個時鐘周期開始時刻，TinySwitch?II對EN／UV端進行取樣，再根據取樣結果來決定是否跳過周期以及跳過多少個周期，同時確定適當?shù)臉O限電流閾值。當漏極電流ID逐漸升高并達到ILIMIT值或者占空比達到最大值Dmax時，使MOSFET關斷。滿載時TinySwitch?II在大部分周期內導通；中等負載時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，則幾乎要跳過所有周期，并且進一步降低ILIMIT值，使功率MOSFET僅在很少時間內導通，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動。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UO↑時，LED開始導通，將EN／UV腳電壓置成低電平，使功率MOSEFT關斷，通過減小占空比來使UO↓，最終達到穩(wěn)壓目的。為改善穩(wěn)壓性能，亦可用可調式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431來代替普通的穩(wěn)壓管。