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基于TinySwitch II芯片开关电源的应用设计

2013-11-06 10:36
姚看江湖
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  TinySwitch II系列产品可广泛用于23W以下小功率、低成本的高效开关电源。例如,IC卡付费电度表中的小型化开关电源模块,手机电池恒压/恒流充电器,电源适配器(Powersupplyadapter),微机、彩电、激光打印机、录像机、摄录像机等高档家用电器中的待机电源(Standbypowersupply),也适用于ISDN及DSL网络终端设备。

  使用TinySwitch II便于实现开关电源的优化设计。由于其开关频率提高到132kHz,因此高频变压器允许采用EE13或EF12.6小型化磁芯,并达到很高的电源效率。TinySwitch II具有频率抖动特性,仅用一只电感(在输出功率小于3W或可接受的较低效率时,还可用两个小电阻)和两只电容,即可进行EMI滤波。即使在短路条件下,也不需要使用大功率整流管。做具有恒压/恒流特性的充电器时,TinySwitch II能直接从输入高压中获取能量,不需要反馈绕组,并且即使输出电压降到零时仍能输出电流,因此可大大简化充电器的电路设计。对于需要欠压保护的应用领域(如PC待机电源),也能节省元件数量。

  1:TinySwitch II的典型应用

  1:1 -- 2.5W恒流/恒压输出式手机电池充电器

  由TNY264(IC1)构成的2.5W(5V、0.5A)、交流宽范围输入的手机电池充电器电路,如图1所示。RF为熔断电阻器。85V~265V交流电经过VD1~VD4桥式整流,再通过由电感L1与C1、C2构成的π型滤波器,获得直流高压UI。R1为L1的阻尼电阻。利用TNY264的频率抖动特性,允许使用简单的滤波器和低价格的安全电容C8(Y电容)即可满足抑制初、次级之间传导式电磁干扰(EMI)的国际标准。即使发生输出端容性负载接地的最不利情况下,通过给高频变压器增加屏蔽层,仍能有效抑制EMI。由二极管VD6、电容C3和电阻R2构成的钳位保护电路,能将功率MOSFET关断时加在漏极上的尖峰电压限制在安全范围以内。当输出电流IO低于500mA时,电压控制环工作,电流控制环则因晶体管VT截止而不起作用。此时,输出电压UO由光耦合器IC2(LTV817)中LED的正向压降(UF≈1V)和稳压管VDZ的稳压值(UZ=3.9V)来共同设定,即UO=UF+UZ≈5V。电阻R8给稳压管提供偏置电流,使VDZ的稳定电流IZ接近于典型值。次级电压经VD5、C5、L2和C6整流滤波后,获得+5V输出电压。

基于TinySwitch II芯片开关电源的应用设计

  图1: 2.5W恒压/恒流式手机电池充电器电路图

  TinySwitch II的开关频率较高,在输出整流管VD5关断后的反向恢复过程中,会产生开关噪声,容易损坏整流管。虽然在VD5两端并上由阻容元件串联而成的RC吸收电路,能对开关噪声起到一定的抑制作用,但效果仍不理想,况且在电阻上还会造成功率损耗。解决的办法是在次级整流滤波器上串联一只磁珠。

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