DI-181参考设计 TinySwitch-PK ® 具备峰值功率能力的多路输出电源 应用 器件 输出功率 输入电压 输出电压 拓扑结构 空调 TNY380PN 17.7 W, 29.7 W峰值 90 – 265 VAC 5 V, 12 V, 16 V 反激式 以驱动半桥拓扑结构中的IGBT。12 V输出用于驱动压缩机蒸发风 设计特色 • 多路输出电源 机，而5 V输出则为微处理器供电。5 V和12 V输出与AC输入是非 • 在通用输入电压范围内均可工作，因此单一的设计即可全球适用 隔离的。 • 极高能效 • 低空载功耗（在265 V交流输入时<160 mW） 二极管D1、D2、D3和D4以及电容C1和C2可以对AC输入进行整流和 • 符合CEC 2008/能源之星对带载模式效率的要求（要求为 平滑。电容C1、C2和共模电感L1提供差模和共模EMI滤波。 74.9%，可达到80%） • 热性能 U1中的控制器通过Q1接收来自输出端的反馈，并根据该反馈使能 • 工作环境温度高(TAMB = 85 ºC) 或禁止其集成MOSFET的开关，以维持输出电压的稳定。反馈通 • 精确迟滞热关断保护 过5 V输出提供电流流入并联稳压器(U2)，从而可以控制流经Q1和 • 符合CISPR-22/EN55022B传导EMI限制，EMI裕量>10 dBmV。 Q2中的电流。和LED电流成比例的电流从EN/UV脚被拉出。一旦 • 自动重启动功能允许无限制的短路输出 电流超过EN/UV引脚的关断阈值电流(115 mA)，将跳过开关周期。当 工作原理 EN/UV引脚流出的电流低于关断阈值电流时，开关周期将重新使 图1中所示的TinySwitch-PK多路输出电源可以提供17.7 W的连续 能。在连续输出功率工作条件下，TinySwitch-PK的工作频率为 输出功率和29.7 W的峰值功率。理想的应用包括空调以及其他要 132 求具备峰值功率的应用。两个在电气上相互隔离的16 V输出，可 可以将电流限流点提升30%，并使开关频率增大一倍，达到264 1,2 15 NC C3 10 nF 630 V 12 13 F1 2A 90 - 265 VAC RT1 10 Ω L1 25 mH C1 4.7 µF 400V C20 0.1 µF L2 4.7 µH T1 EF25 14 VR1 P6KE200 3 R1 100 Ω D1, D2 1N4007 kHz。它所具有的独特的峰值模式特性，在峰值负载条件下 C7 100 µF 25 V D8 SR1100 L3 4.7 µH C9 100 µF 25 V D9 SR1100 16 V, 0.1 A C8 22 µF 25 V R5 100 kΩ C10 22 µF 25 V R6 100 kΩ 16 V, 0.1 A 10 D6 FR107 C12 2200 µF 25 V D10 SB580 C11 7 1 nF C2 68 µF 400V R7 10 Ω D11 K1495 R2 51 Ω C15 8 1 nF C16 470 µF 16 V R8 10 Ω L5 3.3 µH L6 3.3 µH C13 100 µF 16 V 12 V, 1 A R15 8.2 kΩ 5 V, 0.5 A C18 100 µF 16 V 6 TinySwitch-PK U1 TNY380PN D D3, D4 1N4007 D6 UF4003 5 EN/UV R9 150 Ω R3 C6 4.7 kΩ 0.1 µF Q1 50 V 2N3904 R11 1 kΩ C19 10 µF 16 V R12 10 kΩ R10 1 kΩ C20 0.1 µF Q2 2N2907 BP/M S RTN C5 10 µF 50 V U2 TL431 R13 10 kΩ PI-4989-020108 图 1. 使用TNY380PN的17.7 W空调多路输出电源的电路设计 www.powerint.com February 2008 kHz。为了支持高环境温度工作(85ºC)，U1加了一个小型散热片。 • 90 元件D6和VR1形成TVS箝位电路。电容C3帮助吸收部分漏感 80 能量。 • 70 为了降低空载输入功率和提高轻载效率，从变压器的辅助偏置 dBMV 次级侧缓冲器（R7、C11、R8和C15）降低高频次级二极管振 荡和改善EMI。 • 虽然本设计属于非隔离式设计，但通过用一个光耦合器代替电 10 间更好的交叉调整率。 PI-4990-012408 95 Efficiency (%) 90 40 20 本设计使用低匝数比（从而降低VOR，VOR = 100 V）以获得输出 100 85 80 0 0.15 1.0 10.0 100.0 kHz 图 3. 在230 VAC交流输入且输出端接地时的传导EMI （显示EN55.22B/CISPR-22极限线） 变压器参数 115 VAC 230 VAC 75 磁芯材料 70 骨架 65 60 0 20 40 60 80 100 120 绕组详情 % Of Full Load 图 2. 效率随输入电压(VAC)的变化 PI-4991-012408 180 160 No Load Power (mW) AV 50 30 阻Q1和Q2，可以隔离反馈路径。 • QP 60 绕组经R3为U1供电。 • PI-4992-012408 100 设计要点 140 绕组顺序 EF25 NC-2H or equivalent, gapped for ALG of 155 nH/t² EF25, 14 pin, Horizontal 3 mm margins on both sides of bobbin to meet safety Shield: 21T × 2, 0.32 mm, tape Primary: 54T × 1, 0.5 mm, tape Bias: 8T × 4, 0.34 mm, 3 layers, tape 5 V: 3T × 2, 0.6 mm TIW, tape 12 V: 4T × 2, 0.5 mm TIW, tape 16 V: 9T × 1, 0.32 mm, TIW, tape 16 V: 9T × 1, 0.32 mm, TIW, tape Shield (2–NC), Primary (3–2,1), Bias (6–5), 5 V (7– 8), 12 V (10–7), 16 V (12–13), 16 V (14–15) 120 初级电感量 453 μH, ±10% 100 初级谐振频率 1 MHz (minimum) 漏感 20 μH (maximum) 80 60 表 1.变压器参数。（TIW = 三层绝缘线，NC = 无连接。） 40 20 0 0 100 150 200 250 300 Line Voltage (VAC) 图 3. 空载输入功率随输入电压(VAC)的变化 Power Integrations 5245 Hellyer Avenue San Jose, CA 95138, USA. Main: +1 408-414-9200 Customer Service Phone: +1-408-414-9665 Fax: +1-408-414-9765 Email: [email protected] Power Integrations reserves the right to make changes to its products at any time to improve reliability or manufacturability. Power Integrations does not assume any liability arising from the use of any device or circuit described herein. POWER INTEGRATIONS MAKES NO WARRANTY HEREIN AND SPECIFICALLY DISCLAIMS ALL WARRANTIES INCLUDING, WITHOUT LIMITATION, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, AND NON-INFRINGEMENT OF THIRD PARTY RIGHTS. The products and applications illustrated herein (transformer construction and circuits external to the products) may be covered by one or more U.S. and foreign patents or potentially by pending U.S. and foreign patent applications assigned to Power Integrations. A complete list of Power Integrations' patents may be found at www.powerint.com. Power Integrations grants its customers a license under certain patent rights as set forth at http://www.powerint.com/ip.htm. On the Web www.powerint.com The PI logo, TOPSwitch, TinySwitch, LinkSwitch, DPA-Switch, PeakSwitch, EcoSmart, Clampless, E-Shield, Filterfuse, StackFET, PI Expert and PI FACTS are trademarks of Power Integrations, Inc. Other trademarks are property of their respective companies. ©2007, Power Integrations, Inc. A 02/08 DI-181