微型单片开关电源的应用

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1、TinySwitch-II系列微型单片开关电源的应用(2005-6-1)作者：沙占友张苏英王彦朋摘自：北极星电技术网摘要：TinySwitch-II系列适合制作高效率、低成本、23W以下的小型化开关电源，充电器、电源哲学系科端设备。本文介绍其典型应用及电路设计要点。关键词：小功率单片开关电源充电器待机电源设计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、

2、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),还适用于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。由于其开关频率捉高到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(在输出功率小丁•3W或可接受的较低效率时，还町用两个小电阻)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，

3、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吋仍能输出电流，因此可大大简化充电器的电路设计。对于需耍欠压保护的应用领域(如PC待机电源)，也能节省元件数量。ITinySwitchII的典型应用1.12.5W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Cl、C2构成的兀型滤波器，获得直流高压UI°R1为L

4、1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EMIo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10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

5、JV）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。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。t・磁珠(Magnet

6、icbead)是近年来问世的种超小型的非晶合金磁性材料，它与铁氧体属两种材料。市售的磁珠外形与塑封二极管相仿,外形呈管状，但改用磁性材料封装，内穿…根导线而制成的小电感。常见磁珠的外形尺寸有①2.5x3(mm)>02.5x8(mm)>O3><5(mm)等多种规格。供单片开关电源使用的磁珠，电感量…般为几至几十FiHo磁珠的直流电阻非常小，一般为0.005Q〜0.01Q。通常噪声滤波器只能吸收已发生了的噪声，属于被动抑制型；磁珠的作用则不同，它能抑制开关噪声的产生，因此属于主动抑制型，这是二者的根本区别。磁珠可广泛用于高频开关

7、电源、录像机、电子测量仪器、以及各种对噪声要求非常严格的电路中。图1中的滤波电感L2,就选用3.3叩的磁珠，可滤除VD5在反向恢复过程中产生的开关噪声。由晶体管VT、电流检测电阻R4和光耦合器IC2组成电流控制环。当输出电流10接近于500mA时，由于R4上的压降升高，使晶体管VT的发射极电压UBE也随Z升高，VT进入放大区，此时电流控制环开始起作用，输出呈恒流特性。即使输出端发生短路故障，使得I0「UOtOV,由于电阻R6和R4上的总压降约为1.2V,仍能维持VT和光耦合器中LED的正常工作。R3为基极限流电阻。1.215

8、W的PC机待机电源电路一种输出功率为15W的PC机待机电源电路如图2所示。该电源可提供两路输出：主输出为+5V、3A；辅助输出则为+12V.20mAo总输出功率为15.24W,电源效率高于78%。电路中采用两片集成电路:TNY267P型微型单片开关电源(IC1),SFH615・2型线性光耦