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TinySwitch-III产品系列更具灵活性及更大功率范围的高效离线式开关IC 产品特色最低的系统成本及更出色的灵活性•简单的开/关控制，无需环路补偿•通过BP/M引脚电容值可选择不同的电流限流点-更高的电流限流点可得到更高的峰值功率，或在开放式应用中得到更高的连续输出功率-更低的电流限流点可提高封闭式适配器/充电器设计的效率-可允许TinySwitch-III系列相邻产品之间相互替换，而无需重新设计电路•严格的I2f参数公差范围降低系统成本-高效利用MOSFET及磁芯材料的功率输出能力-降低了最大过载功率，从而降低变压器、初级箝位及次级元件的成本•导通时间延长-更低输入电压下维持输出的稳定/维持时间,可以使用更低容量的输入电解电容•自偏置：无需偏置绕组或偏置元件•频率抖动降低EMI滤波成本•引脚布局简化了PCB板上的散热铺铜的设计•源极引脚为“电气”上的安静点,从而降低了EMI增强的安全及可靠性能•精确的迟滞热关断保护并具备自动恢复功能，无需人工重新置位•改善的自动重启动功能在短路及开环故障状况下实现3%的最大输出功率•可选择使用Zener实现输出过压关断•可选择使用一个电阻来设置输入欠压保护阈值•元件数目很少，增强可靠性及实现单面印刷电路板的布局•高带宽提供快速的无过冲启动及出色的瞬态负载响应•扩大了漏极与其它引脚间的爬电距离，提高了应用的可靠性EcoSmart®–极高效率•轻松满足全球所有节能标准•在265VAC输入时，无偏置绕组下的空载能耗150mW；有偏置绕组时空载能耗50mW•开/关控制可在极轻负载时具备恒定的效率-是达到强制性CEC标准及1W待机要求的理想选择应用•手机或无绳电话、PDA、数码相机、MP3或便携式音频设备、剃须刀等使用的充电器及适配器® Jun 2006表1.注释:1.最小的持续输出功率是在典型的无风冷密闭适配器中、环境温度为50°C的条件下测量得到的。2.在任何设计中的最小峰值功率或在开放式设计中的最小持续功率(参考主要应用指南)。3.封装:P:DIP-8C,G:SMD-8C。参考元件订购信息。输出功率表产品3230 VAC ±15%85-265 VAC适配器1峰值或开放式2适配器1峰值或开放式2TNY274P或G6W11W5W8.5WTNY275P或G8.5W15W6W11.5WTNY276P或G10W19W7W15WTNY277P或G13W23.5W8W18WTNY278P或G16W28W10W21.5WTNY279P或G18W32W12W25WTNY280P或G20W36.5W14W28.5W•PC待机及其它辅助电源•DVD/PVR及其它低功率机顶盒•电器、工业系统、电表等使用的电源详述TinySwitch-III集成了一个700V的功率MOSFET、振荡器、高压开关电流源、电流限流(用户可选)及热关断电路。IC产品系列采用开/关控制方式，提供一个灵活的设计方案，并且实现更低的系统成本及更大的输出功率范围。图1.典型待机应用2G6/06引脚功能描述漏极(D)引脚:功率MOSFET的漏极连接点。在开启及稳态工作时提供内部操作电流。旁路/多功能(BP/M)引脚:这一引脚有多项功能：1.一个外部旁路电容连接到这个引脚，用于生成内部5.85V的供电电源。2.作为外部限流点设定，根据所使用电容的数值选择电流限流值。使用数值为0.1µF的电容会工作在标准的电流限流值上。对于TNY275-280，使用数值为1µF的电容会将电流限流值降低到相邻更小型号的标准电流限流值。使用数值为10µF的电容会将电流限流值增加到相邻更大型号的标准电流限流值。3.它还提供了关断功能。在输入掉电时，当流入旁路引脚的电流超过ISD时关断器件，直到BP/M电压下降到4.9V之下。还可将一个稳压管从BP/M引脚连接到偏置绕组供电端实现输出过压保护。使能/欠压(EN/UV)引脚：此引脚具备两项功能：输入使能信号和输入线电压欠压检测。在正常工作时，通过此引脚可以控制功率MOSFET的开关。当从此引脚拉出的电流大于某个阈值ᇕ㺙ᇕ㺙图2.功能结构图图3.引脚配置3G6/06电流时，MOSFET将被关断。当此引脚拉出的电流小于某个阈值电流时，MOSFET将被重新开启。对阈值电流的调制可以防止群脉冲现象的发生。阈值电流值在75µA到115µA之间。在EN/UV引脚和DC电压间连接一个外部电阻可以用来感测输入电压的欠压情况。如果没有外部电阻连接到此引脚，TinySwitch-III可检测出这一情况并禁止输入电压欠压保护功能。源极(S)引脚：内部连接到MOSFET的源极，用于高压功率的返回节点及控制电路的参考点。TinySwitch-III功能描述TinySwitch-III在一个器件上集成了一个高压功率MOSFET开关及一个电源控制器。与通常的PWM(脉宽调制)控制器不同，它使用简单的开/关控制方式来稳定输出电压。这个控制器包括了一个振荡器、使能电路（感测及逻辑）、流限状态调节器、5.85V稳压器、旁路/多功能引脚欠压及过压电路、电流限流选择电路、过热保护、电流限流电路，前沿消隐电路及一个700V的功率MOSFET管。此外，TinySwitch-III还增加了欠压检测、自动重启动、自动调整的开关周期导通时间延长及频率抖动功能。图2显示了具备以上重要特性的功能结构图。振荡器典型的振荡器平均频率设置在132kHz的水平。振荡器可生成两个信号：最大占空比信号(DCMAX)及显示每个周期开始的时钟信号。振荡器电路可导入少量的频率抖动，通常为8kHz峰峰值用来降低EMI。频率抖动的调制速率设置在1kHz的水平，目的是降低平均及准峰值的EMI，并给予优化。测量频率抖动时应把示波器触发设定在漏极电压波形的下降沿来测量。图4的波形显示了频率抖动状态。输入使能和流限状态调节器EN/UV引脚的输入使能电路包括了一个输出设置在1.2V的低阻抗源极跟随器。流经此源极跟随器的电流被限定为115µA。当流出此引脚的电流超过了阈值电流，在此使能电路的输出端会产生一个低逻辑电平（禁止），直到流出此引脚的电流低于阈值电流。在每个周期起始时,对应时钟信号的上升沿对这一使能电路输出进行采样。如果高，功率MOSFET会在那个周期导通（启用），否则功率MOSFET将仍处于关闭状态（禁止）。由于取样仅在每个周期的开始时进行，此周期中随后产生的EN/UV引脚电压或电流的变化对MOSFET状态都不构成影响。在轻载状态下，当TinySwitch-III开关频率有可能进入音频范围内时，流限状态调节器以非连续方式降低流限。较低的电流限流值使开关频率保持在音频范围之上，降低变压器的磁通密度从而减轻了音频噪音。状态调节器监测使能的开关序列以确定负载情况，并以非连续方式相应地调节流限。在大多数工作条件下（除接近空载时），在开关周期被禁止时低阻抗源极跟随器会保持EN/UV引脚不会过多低于1.2V，这改善了连接到此引脚的光耦器的响应时间。5.85V稳压器及6.4V分流电压箝位在MOSFET处在关闭期间，5.85V稳压器就会从漏极电压吸收电流，将连接到旁路引脚的旁路电容充电到5.85V。旁路/多功能引脚是内部供电电压节点。当MOSFET导通时，器件利用储存在旁路电容内的能量工作。内部电路极低的功率耗散使TinySwitch-III可使用从漏极吸收的电流持续工作。一个0.1µF的旁路电容就足够实现高频去耦及能量存储。ᯊ䯈图4.频率抖动G6/06ᯊ䯈此外，当有电流从外部提供给旁路/多功能引脚时，一个6.4V的分流稳压箝位电路会将旁路/多功能引脚电压箝在6.4V。利用偏置绕组经过外部电阻向TinySwitch-III供电，可以将空载能耗降低到50mW以下。旁路/多功能引脚欠压在稳态工作下，当旁路/多功能引脚电压下降到4.9V以下时，旁路/多功能引脚欠压电路将关断功率MOSFET。在稳态工作下一旦旁路/多功能引脚电压下降到4.9V之下，它必须再上升回5.85V才可重新开启功率MOSFET。过热保护热关断电路检测结的温度。阈值设置在142°C并具备75°C的迟滞范围。当结温度超过这个阈值，功率MOSFET关闭，直到结温度下降75°C，MOSFET才会重新开启。采用75°C(典型)的迟滞可防止因持续故障而使PCB板出现过热现象。电流限流电流限流电路检测功率MOSFET的电流。当电流超过内部阈值(ILIMIT)时，在该周期剩余阶段会关断功率MOSFET。电流限流状态调节器在中轻度负载条件下以非连续方式降低电流限流阈值。在功率MOSFET开启后，前沿消隐电路会将电流限流比较器抑制片刻(tLEB)。通过设置前沿消隐时间，可以防止由电容及次级整流管反向恢复时间产生的电流尖峰引起开关脉冲的提前误关断。自动重启动一旦出现故障，例如在输出过载、输出短路或开环情况下，TinySwitch-III进入自动重启动操作。每当EN/UV引脚电压拉低时，一个由振荡器记时的内部记数器会重新置位。如果64ms内EN/UV引脚未被拉低，功率MOSFET开关通常被禁止2.5秒(除欠压状态下，因MOSFET在欠压时已被关断)。自动重启动电路对功率MOSFET进行交替使能和关闭，直到故障排除为止。图5显示了输出短路时自动重启动电路的工作情况。在欠压状态下，功率MOSFET开关的禁止时间超过了通常的2.5秒，直到欠压状态结束为止。自适应的开关周期导通时间延长自适应开关周期导通延长是指在初级电流未达到电流限流点前继续保持此开关周期导通，而不是在最大占空比DCMAX达到后提前结束此周期。这一特性降低了维持稳压所需的最小输入电压，延长了维持时间并降低了所需电解电容的尺寸。导通时间延长功能在电源通电开启时被禁止，直到电源输出电压达到稳定时。输入欠压检测电路连接在直流电压与EN/UV引脚间的外接电阻可用于监测直流输入电压。在通电或自动重启动时功率MOSFET开关禁止期间，流入EN/UV引脚的电流必须超过25µA，以启动功率MOSFET。在通电时，旁路/多功能引脚在欠压情况下会被维持在4.9V。一旦欠压情况消除，旁路/多功能引脚会从4.9V上升到5.85V。如果在自动重启动的功率MOSFET禁止开关期间出现欠压情况，则自动重启动计数器会停止计数。这使禁止时间从正常的2.5秒延长到欠压消除为止。欠压电路还能同时检测到没有外部电阻连接到EN/UV引脚的状况（低于~1µA的电流流入此引脚）。在此情况下则禁止欠压保护功能。TinySwitch-III工作原理TinySwitch-III器件以流限模式工作。开启时，振荡器在每个周期开始时开通功率MOSFET。电流上升到流限值或达到DCMAX的极限时关断MOSFET。由于TinySwitch-III设计的最高流限值与频率是定值，它提供给负载的功率与变压器初级电感及峰值初级电流的平方成正比。因此，电源的设计包括计算实现最大输出功率所需的变压器初级电感。如果根据功率选择了正确的TinySwitch-III，那么流过电感内的电流会在达到DCMAX极限前上升到流限值。图5.自动重启动操作5G6/06使能TinySwitch-III检测EN/UV引脚来判定是否进入下一个开关周期。周期序列用于确定流限。一个周期一旦开始，就会完成整个周期（即使在周期进行中途EN/UV引脚状态发生变化也是如此）。这种工作方式使得电源的输出电压纹波由输出电容、每一开关周期传输的总能量及反馈延时决定。电源输出电压与参考电压在次级比较产生EN/UV引脚信号。当电源输出电压低于参考电压时，EN/UV引脚信号为高状态。在典型的应用当中，EN/UV引脚由光耦驱动。光耦晶体管的集电极连接到EN/UV引脚，发射极连接到源极引脚。将光耦LED与一个齐纳二极管串联接在需稳压的直流输出电压两端。当输出电压超出目标稳压值时（光耦二极管压降加上齐纳二极管电压），光耦LED开始导通，将EN/UV引脚拉低。如要改善精度，齐纳二极管可用TL431参考电路替代。带流限状态调节的开/关控制TinySwitch-III的内部时钟始终工作。它在每个时钟周期上升沿取样EN/UV