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TinySwitchII系列第二代微型单片开关电源的原理
TinySwitchII系列是美国PI（PowerIntegrations）公司继TinySwitch之后，于2001年3月新推出的第二代增强型隔离式微型单片开关电源集成电路。该系列产品包括TNY264P／G、TNY266P／G～TNY268P／G，共8种型号。它特别适合制作高效率、低成本、微型化的小功率开关电源，例如手机电池充电器、PC机待机电源、彩色电视机待机电源、交流电源适配器、电机控制器以及ISDN或DSL网络终端，是体积大、效率低的线性稳压电源理想的替代品。 1TinySwitch
II系列的产品分类及性能特点
1.1产品分类 产品分类见表1 表1TinySwitch
II系列产品的分类及最大连续输出功率POM
固定交流输入电压（230V±15％） 宽范围交流输入电压（85V～265V） 产品型号 密封式电源模块 敞开式电源 TNY264PTNY264G TNY266PTNY266G TNY267PTNY267G TNY268PTNY268G 密封式电源模块 4 6 8 10 敞开式电源 6 9.5 12 15 5.5 10 13 16 9 15 16 23 1.2性能特点
与第一代产品TinySwitch（TNY253～TNY255）相比，它除了保留结构简单、使用方便等优点之外，还具有以下显著特点：
（1）在增加输出功率的同时，降低了芯片的功耗，使电源效率得到进一步提高。当交流输入电压达到最大值265V，空载时芯片的功耗一般低于50mW。TinySwitch系列产品的最大输出功率为10W（TNY255P／G型），TinySwitch系列产品则提高到23W（TNY268P／G型）。开关频率也从44kHz提高到
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II
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（2）增加了自动重启动计数器、极限电流状态机
和输入欠压检测电路。利用一只检测电阻来设定输入电压的欠压阈值，消除了在待机电源等应用中因输入滤波电容缓慢放电而引起的电源掉电故障。一旦发生输出短路、控制环开路或者掉电故障，均能保护芯片不受损坏。
表2TinySwitchII与TinySwich的性能比较
功能 开关频率 开关频率的温漂误差 开关频率抖动量 对由高频变压器产生的音频噪声进行衰减 输入欠压检测 漏极极限电流的偏差 在0～100℃范围内极限电流的温漂 自动重启动 TinySwitchⅡTNY264、TinySwitchTNY254 44kHz±10％ 266～268 132kHz±6％ TinySwitchⅡ的优点 ①减小高频变压器的体积②提高开关电源的效率③改善稳压性能④降低开关电＋8％ ＋2％ 源成本 —— ±4kHz ①抑制电磁干扰②降低滤波元件成本 —— 有 有效滤除浸漆变压器的音频噪声，变压器无须采用特殊结构或胶合剂 —— 用一只电阻设定欠压阈值UUV ±6.8％(25℃) ①保护功能更加完善②能抑制开/关噪声 ±9.8％(25℃) ①提高输出功率②简化了大批量生产的制造工艺 －8％ 0％ —— 有 ①限制了短路输出电流，使之小于满载电1文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.
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流②当控制环路出现开环故障时，能对负载起到保护作用③外围电路中无须再增加元件 旁路端的电压钳位保护 所用封装的漏极防漏电距离 0.94mm 3.48mm 防止DS管脚之间因落有灰尘、杂物而造成高压漏电 —— 内部设有钳位用的6.3V稳压允许器件从初级辅助绕组获得能量，降低管 了芯片的功耗 图1TinySwitchII的引脚排列
（3）将TinySwitch的使能端（EN）改为双功能引出
端“使能／欠压端”（EN／UV）。正常工作时由此端控制内部功率MOSFET的通断，该端还可用于输入欠压检测信号。另外，在旁路端（BP）内部还增加了6.3V的钳位保护电路。
（4）新增加了开关频率抖动（frequencyjittering）
功能，能滤除浸过清漆的普通高频变压器产生的音频噪声，并防止电源的开关噪声，还能快速上电而无过冲现象。TinySwitch
II的开／关控制器的调节速度比
一般的脉宽调制器（PWM）更快，对纹波的抑制能力更佳。
（5）功率MOSFET漏极的极限电流ILIMIT的容
许偏差小。例如TNY264P／G的容许偏差仅为250±17mA，相对偏差减小到（±17／250）％=±6.8％；而TNY254P／G的容差为255±25mA，相对偏差达（±25
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1.3TinySwitchII与TinySwich的性能比较
TinySwitchII与TinySwich系列产品的性能比较见表2。
2TinySwitchII系列的工作原理
2.1管脚功能
TinySwitch（DIP
II系列产品的引脚排列如图1所示，它采用双列直插式封装
8B）或表面贴片式封装（SMD8B），但实际引出端只有7个。由于
第6脚未引出，从而增加了漏极与源极的安全距离。考虑到它有4个源极端S，故等效于四端器件。4个源极被划分成两组：两个S端需接控制电路的公共端，两个S（HVRTN）端则接高压返回端，它们都与内部MOSFET的源极连通。D为内部功率MOSFET的漏极引出端，为启动和稳定工作提供了内部工作电流。BP为旁路端，接外部0.1μF的旁路电容。正常工作时，由EN/UV端来控制内部功率MOSFET的通断。超载时，从EN/UV端流出的电流大于240μA，强迫
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图2TinySwitchII的功能框图
图3频率抖动的波形
2.2工作原理
TinySwitchII内部集成了一个耐压为700V的功率MOSFET和一个开／关控
制器。与传统的PWM控制器不同，它采用一个简单的开/关控制器来调节输出电压。其功能框图如图2所示。主要包括振荡器，5.8V稳压器，旁路端钳位用的6.3V稳压管，使能检测与逻辑电路，极限电流状态机，欠压、过流及过热保护电路，自动重启动计数器。此外，EN／UV的内部电路中还增加了一个源极跟随器。由图2可见，能够控制MOSFET关断的电路有以下几种：BP端欠压比较器，过流比较器，过热保护电路，前沿闭锁电路，最大占空比信号Dmax，EN／UV控制端。它们之间呈“逻辑或”的关系，任何一路均可单独将MOSFET关断。
TinySwitchII一般工作在极限电流的模式下。启动时，在每个时钟周期开始时
II对EN／UV端进行取样，再根据取样结果来决定是否跳过周
刻，TinySwitch
期以及跳过多少个周期，同时确定适当的极限电流阈值。当漏极电流ID逐渐升高并达到ILIMIT值或者占空比达到最大值Dmax时，使MOSFET关断。满载
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TinySwitchII系列第二代微型单片开关电源的原理
