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 图 1. 典型待机应用 输出功率表 3 产品 TNY274 P 或 G TNY275 P 或 G TNY276 P 或 G TNY277 P 或 G TNY278 P 或 G TNY279 P 或 G TNY280 P 或 G 230 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2 6W 8.5 W 10 W 13 W 16 W 18 W 20 W 11 W 15 W 19 W 23.5 W 28 W 32 W 36.5 W 5W 6W 7W 8W 10 W 12 W 14 W 8.5 W 11.5 W 15 W 18 W 21.5 W 25 W 28.5 W 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。 ® EcoSmart –极高效率 • 轻松满足全球所有节能标准 • 在265 VAC输入时，无偏置绕组下的空载能耗<150 mW； 有偏置绕组时空载能耗<50 mW • 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 • 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 应用 TinySwitch-III集成了一个700 V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。 • 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 详述 February 2006 图 2.功能结构图 引脚功能描述 ᇕ㺙 ᇕ㺙 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 5.85 V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0.1 µF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1 µF 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10 µF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5.5 mA时关断器件，直到BP/M电压下 降到4.9 V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。 图 3.引脚配置 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 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60µA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、5.85 V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132 kHz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8 kHz峰峰值 用来降低EMI。频率抖动的调制速率设置在1 kHz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1.2 V 的低阻抗源极跟随器。流经此源极跟随器的电流被限定 为115 µA。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M O S F E T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1.2 V， 这改善了连接到此引脚的光耦器的响应时间。 ᯊ䯈 5.85 V稳压器及6.4 V分流电压箝位 在MOSFET处在关闭期间，5.85 V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5.85 V。 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0.1 µF的旁路电容就足够实现高频去耦及能 量存储。 图 4.频率抖动 此外，当有电流从外部提供给旁路/多功能引脚时，一个 6.4 V的分流稳压箝位电路会将旁路/多功能引脚电压箝 在6.4 V。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50 mW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4.9 V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4.9 V之下， 它必须再上升回5.85 V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M O S F E T的电流。当电流超 过内部阈值(I L I M I T )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。 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64 ms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。 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(t LEB)。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。 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25 µA，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4.9 V。一旦欠压情况消除，旁路/多功能 引脚会从4.9 V上升到5.85 V。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。 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 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~1 µA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。 ᯊ䯈 图 5.自动重启动操作 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。 在典型的应用当中，E N / U V引脚由光耦驱动。光耦晶 体管的集电极连接到E N / U V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。 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。 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引脚来决定是否执行一个开关周期， 并根据多个周期的取样序列确定适当的流限。重负载时， 流限状态调节器将流限设置到最高值。负载减轻时， 流限状态调节器会相应将流限值的设置降低。 接近最大负载时，TinySwitch-III将在大部分时钟周期内 导通(如图6)。当负载稍轻时，它会“跳过”附加周期以 保持电源输出电压的稳定(如图7)。在中等负载时，将跳 过更多周期并降低电流限流值(如图8)。在负载极轻时， 流限会更加降低(如图9)。仅有少部分的周期导通以供给 电源本身的功率消耗。 TinySwitch-III的开/关控制电路的响应时间比PWM控制要 迅速得多，可获得精确的稳压精度及出色的瞬态响应特性。 图 6.在接近满载时的操作 图 8.在中等负载时的操作 图 7.在较重负载时的操作 ᯊ䯈 图 11.未使用连接到EN/UV引脚的可选外部UV电阻(4 MΩ) 的通电状态 图 9.在极轻负载时的操作 ᯊ䯈 图 12.正常的断电时序（无UV） ᯊ䯈 图 10.使用连接到EN/UV引脚的可选外部UV电阻(4 MΩ) 的通电状态 ᯊ䯈 图 13.使用连接到EN/UV引脚的可选外部UV电阻(4 MΩ) 的缓慢断电时序 通电/断电 TinySwitch-III的旁路/多功能引脚上仅需要一个0.1 µF的 电容即可实现标准的电流限流。由于容量很小，电容的 充电时间极短，通常为0.6 ms。充电时间与选择了不同 电流限流的相应旁路/多功能引脚电容值成正比。由于 开/关反馈的高带宽，电源输出无过冲。当在直流输入正 极与EN/UV引脚间连接一个外部电阻(4 MΩ)，在通电期 间功率MOSFET开关将被延迟，直到直流电压超过阈值(100 V) 之后。图10及图11显示了EN/UV引脚在有外接电阻及没 有外接电阻(4 MΩ)的应用中，TinySwitch-III的通电时序波形。 在启动及过载状态下，当导通时间少于400 ns时，器件将 降低开关频率以维持对峰值漏极电流的控制。 断电时，如果使用了外接电阻，功率MOSFET在输出失 调后仍将继续开关64 ms。之后由于低压时欠压保护功能 禁止MOSFET重启动，功率MOSFET将保持关断而不会 造成输出的不良波动。 图12显示了一个典型的断电时序波形。图13显示了一个 在待机应用中一个非常缓慢断电的时序波形。此处在EN/UV引脚 采用了一个外接电阻(4 MΩ)以避免重启动。 TinySwitch-III在无需正向偏置绕组及许多相关元件的情 况下就可实现。如果应用要求空载功耗非常低(50 mW)， 可在偏置绕组与旁路/多功能引脚间连接一个电阻来向芯 片供电。建议最小供电电流在1 mA以上。此时旁路/多功能 引脚将箝位在6.4 V。这种方法将不再由漏极供电，降低 空载功耗并提高满载效率。 电流限流工作方式 各开关周期在漏极电流达到器件的电流限流值时终止。 流限工作能很好得抑制线电压纹波，并提供不受输入电 压影响的恒定输出功率。 旁路/多功能引脚电容 旁路/多功能引脚可使用一个数值为0.1 µF的小陶瓷电容 来实现TinySwitch-III内部电源的去耦。另外可使用更大 的电容来调节流限。对于TNY275-280而言，一个1 µF的 B P / M引脚电容将选择一个与相邻更小型号相同的流限 值，一个10 µF的BP/M引脚电容将选择一个与相邻更大 型号相同的流限值。TNY280更高的流限值通常设定在 850 mA。TNY274的MOSFET没有提高流限的能力，因 此不具备此项特性。 TinySwitch-III直接由漏极引脚供电，因此无需偏置绕组 来为芯片提供供电(参考上述功能描述)。益处体现在两 个方面：首先，对于一般应用，这节约了偏置绕组及相 关元件的成本；其次，对于电池充电器应用，电流-电压 特性常要求输出电压降至接近0 V时仍保持有功率输出。 图14. TNY278P, 12 V, 1 A通用输入电源 应用范例 图14显示了一个采用了TNY278、通用输入、12 V及1 A 输出的反激式低成本高效率电源电路。 此电源具有的特性包括欠压锁定、初级检测的输出过压 锁存关断保护、高效率( > 8 0 % )以及极低的空载功耗 (265 VAC输入时<50 mW)。使用一个简单的齐纳二极管 参考及光耦反馈可对输出电压进行稳压。 经整流及滤波的输入电压被加到T1的初级绕组上。U1中 集成的MOSFET驱动变压器初级的另一侧。二极管D5、 C2、R1、R2、及 VR1组成箝位电路，将漏极的漏感关断 电压尖峰控制在安全值范围以内。齐纳二极管箝位及并 联RC的结合使用不但优化了EMI，而且更有效率。电阻 R2限制了D5的反向电流，因此可使用一个低成本、慢速 恢复的整流二极管，但应选用玻璃钝化式的二极管， 恢复时间≤2 µs以提高效率及降低传导EMI。 齐纳二极管VR3调节输出电压。当输出电压超过齐纳二 极管与光耦LED正向电压降之和时，电流将流向光耦LED， 从而下拉光耦中晶体管的电流。当此电流超出使能引脚 阈值电流时，将抑制下一个开关周期。当下降的输出电 压低于反馈阈值时，会使能一个开关周期。通过调节使 能周期的数量，可对输出电压进行调节。随负载的减 轻，使能周期也随之减少，从而降低有效的开关频率， 根据负载情况减低开关损耗。因此能够在负载极轻时提 供恒定的效率，易于满足能效标准的要求。 由于TinySwitch-III完全是自供电的，因此在变压器上无 需辅助或偏置绕组。如果使用偏置绕组，可实现输出过 压保护功能，在反馈出现开环故障时保护负载。 当发生过压情况时，如偏置电压超过VR2与旁路/多功能 (BP/M)引脚电压(28 V+5.85 V)之和时，电流开始流向 BP/M引脚。当此电流超过5 mA时，TinySwitch-III的内部 锁存关断电路将被激活。断开交流输入后，当BP/M引脚 电压下降到低于2.6 V时，TinySwitch-III的内部锁存关断 电路将重置。如范例显示，在环路开环时，OVP的输出 电压为17 V。 对于有更低输入空载功耗的应用，可使用偏置绕组向 Ti n y S w i t c h - I I I供电。电阻R 8将电流送入B P / M引脚， 抑制了内部高电压电流源，通常此高压恒流源在内部 MOSFET关断期间维持BP/M引脚的电容电压(C7)。此连 接方式将265 VAC输入时的空载功耗从140 mW降低到40 mW。 连接在直流总线及U1EN/UV引脚间的R5可进行欠压锁定。 当发生欠压锁定时，开关周期被抑制，直到EN/UV引脚电 流超过25 µA为止。因此可在正常工作输入电压范围之内 对启动电压进行设定，防止在非正常低输入电压条件下 及交流输入断电时在输出端出现电压干扰。 除了用于差模EMI衰减的简单pi型输入滤波器(C1、 L1、 C2) 之外，此设计还在变压器上采用了E-Shield™蔽技术来降 低共模EMI位移电流，R2及C4作为衰减网络来降低高频 变压器振荡。这些技术与TNY278的频率抖动相结合，令 此设计具有出色的传导及辐射EMI性能，比EN55022 B级对传 导EMI所规定的要求还多出12 dBµV的裕量。 设计灵活性方面，可选用C7的数值在U1的三个电流限流 点之间选择。设计师可根据应用选用相应的电流限流点。 • 使用0.1 µF的BP/M引脚电容器件会工作在标准的电流 限流(ILIMIT)点上，适合封闭式适配器的应用。 • 当使用1 µF的BP/M引脚电容，器件工作的限流点会 降低(ILIMITred或ILIMIT-1)，从而降低流经器件的RMS电流 值并因此提高效率，但会影响最大输出功率的能力。 非常适用于对温度要求高、要考虑更好散热的设计。 • 当使用10 µF的BP/M引脚电容，器件工作的电流限流 点会升高(ILIMITTinc或ILIMIT+1)，在温度允许的情况下，使 器件的峰值输出功率或持续输出功率有所增加。 此外，设计灵活性还表现在TinySwitch-III产品系列相邻 型号之间的电流限流值相互兼容。某一器件降低的电流 限流点与相邻更小型号的标准电流限流点相同，而提高 的电流限流点与相邻更大型号的标准电流限流点相同。 主要应用指南 TinySwitch-lll 设计考量 输出功率表 输出功率表(表1)列出了在以下条件下能获得的最小实际 持续输出功率： 3. I2f的最小数据值。 4.变压器初级电感公差为±10%。 5. 反射输出电压(VOR)为135 V。 6. 输出电压为12 V且输出采用快速PN整流二极管来整流。 7. 瞬态KP*值为0.25的连续工作方式。 8. 峰值及开放式应用的输出功率是选择增加的电流限流 点实现的，对于适配器应用中所列出的输出功率是采 用标准的电流限流点得到的。 9. 将器件贴装在电路板上，源极焊接在足够的铺铜区域 上，并且/或者使用一个散热片将源极引脚温度控制 在110 °C或之下。 10.开放式设计的环境温度为50 °C，密闭式适配器应用 的环境温度为40 °C。 *当K P 值小于1时，K P 是初级电流脉动部分与峰值部分 的比率。为防止开关周期的提前误关断所导致的输出功 率能力的降低，建议K P值要满足≥0.25。这样将避免在 MOSFET开启时初始电流尖峰(IINIT)触发到器件限流点。 表2列出了每个产品型号在选择了三个不同电流限流值时 的最小实际输出功率，以供参考。假定前提为开放式工 作环境（不受温度影响），否则需要上述前提条件的支 持。这些数据有助于根据所用的器件及输出功率选择正 确的电流限流点。 过压保护 TinySwitch-III内部的锁存电路可以实现对输出电压的过 压保护。该电路由流入BP/M引脚的约为5.5 mA的阈值电 流触发。BP/M引脚电容除起到内部滤波的作用，还作为 外部滤波器，避免噪音信号引起保护电路的误触发。为 使旁路电容达到有效的高频滤波，应将电容尽量放置在 距器件源极和BP/M引脚最近的地方。 为最好发挥OVP功能，建议使用一个相对高的、范围在 15 V-30 V的偏置绕组电压。这可以减低偏置绕组上由漏 感引起的误差电压影响，并保证空载时有足够电压供应 给BP/M引脚，以降低空载功耗。 在大多数设计中实现OVP的功能，齐纳二极管的电压应 比偏置绕组电压高出6 V左右(偏置绕组电压为22 V时齐 纳二极管的电压为28 V)，但也可因漏感值的变化进行调 整。此外，也可将一个小电阻(10Ω到47Ω)与偏置绕组二 极管及/或OVP齐纳二极管串联接入，作为额外的滤波， 如图14中R7及R3所示。同OVP齐纳二极管串联在一起的 电阻同样可以控制流入BP/M引脚的最大电流。 1. 85 VAC输入时的最小直流输入电压为100 V或更高， 230 VAC输入或115 VAC倍压输入时为220 V。输入电 容值的大小应足够适用交流输入电压的要求。 2. 效率为75%。 输出功率表 产品 230 VAC ±15% 85-265 VAC ILIMIT-1 ILIMIT ILIMIT+1 ILIMIT-1 ILIMIT ILIMIT+1 TNY274 P 或 G 9 10.9 9.1 7.1 8.5 7.1 TNY275 P 或 G 10.8 12 15.1 8.4 9.3 11.8 TNY276 P 或 G 11.8 15.3 19.4 9.2 11.9 15.1 TNY277 P 或 G 15.1 19.6 23.7 11.8 15.3 18.5 TNY278 P 或 G 19.4 24 28 15.1 18.6 21.8 TNY279 P 或 G 23.7 28.4 32.2 18.5 22 25.2 表 2.三种可选电流限流值下的最小实际输出功率 降低空载功耗 TinySwitch-III可通过BP/M引脚电容进行自供电，因此无 需在变压器上使用辅助或偏置绕组。265 VAC输入、自 供电下的典型空载功耗<150 mW。增加偏置绕组后，可 由更低的偏置电压向TinySwitch-III供电，并抑制了内部 高压电流源供电，从而将空载功耗降低到<50 mW。应选 择合适的电阻值（图14所示R8）来实现数据手册内所注 明的漏极供电电流。在实际设计时，由于低负载时偏置 电压随之降低，最初选定一个电阻值使得供电电流为数 据手册中规定的最大电流的140%，然后再增大电阻的数 值以满足最低空载功耗的要求。 噪音 在TinySwitch-III中使用的周期跳频模式能使变压器产生 音频噪音。为抑制噪音，应将变压器的峰值磁芯磁通密 度设计在低于3000高斯(300 mT)之下。按照如下设计指 南使用标准浸漆的变压器制造技术，就能够消除噪音。 不推荐真空浸漆的变压器，因为这种方法会导致很高的 初级分布电容，从而增大开关损耗。更高的磁通密度也 是可行的，然而必须仔细对变压器噪音进行评估，最好 在设计确认前使用生产过程中的变压器样品进行测试。 在箝位电路中使用象Z5U介质的陶瓷电容同样会产生噪 音。在这种情况下，尝试使用其他不同介质材料或结构 的电容，例如薄膜型电容。 10 TinySwitch-lll布局的注意事项 布局 参见图15 TinySwitch-III的推荐电路板布局。 单点接地 在输入滤波电容与连接到源极引脚的铜铂区域使用单点 接地。 旁路电容(CBP) BP/M引脚电容应放置在距离BP/M引脚和源极引脚最近 的地方。 初级环路面积 由输入滤波电容、变压器初级及TinySwitch-III组成的初 级环路面积应尽可能小。 初级箝位电路 箝位电路用来限制M O S F E T在关闭时漏极引脚出现的 峰值电压。在初级绕组上使用一个R C D箝位或一个 Zener(~200 V)及二极管箝位即能够实现。在任何情况 下，为改善EMI，从箝位元件到变压器再到TinySwitch-III 的电路路径应保证最小。 散热考量 源极的四个引脚都从内部连接到I C的引线部位，是器 件散热的主要路径。因此所有的源极引脚都应连接到 TinySwitch-III下的铺铜区域，不但作为单点接地，还可 作为散热片使用。因它连接到安静的源极节点，可以将 这个区域扩大以使TinySwitch-III实现良好的散热。对于 轴向输出二极管亦如此，应将连接到阴极的PCB区域最大化。 图 15.带欠压锁定电阻的TinySwitch-III推荐电路板布局 Y-电容 应将Y电容直接放置在初级输入滤波电容正极和变压器 次级的共地/返回极接脚之间。这样放置会使高幅值的共 模浪涌电流远离TinySwitch-III器件。注意：如果在输入 端使用了π(C、L、C)型EMI滤波器，那么滤波器内的电 感应放置在输入滤波器电容的负极之间。 光耦 将光耦合器置于靠近TinySwitch-III的地方来缩短初级侧 铺铜走线的长度。令高电流、高电压的漏极及箝位电路 的铺铜走线远离光耦合器以避免噪声信号的干扰。 输出二极管 要达到最佳的性能，连接次级绕组、输出二极管及输出 滤波电容的环路区域面积应最小。此外，与二极管的阴 极和阳极连接的铜铂区域应足够大，以便用来散热。最 好在安静的阴极留有更大的铜铂区域。阳极铺铜区域过 大会增加高频辐射EMI。 快速设计校验 对于任何使用TinySwitch-III的电源设计，都应经过全面 测试以确保在最差条件下元件的规格没有超过规定范围。 因此, 建议进行如下的测试： 1. 最大化漏极电压-校验在最高输入电压和峰值（过载） 输出功率时VDS没有超过650 V。给700 V的BVDSS规格 增加50 V的裕量，使得在设计变更时留有一定的设计 裕量。 11 2. 最大漏极电流-在最高环境温度、最大输入电压及峰 值输出(过载)功率情况下，检查漏极电流以确定变压 器是否出现饱和, 另外也要检测电源开启时是否出现 过高的前沿导通电流尖峰。在稳态工作下重复以上操 作，校验前沿电流尖峰在t LEB(MIN)结束时低于I LIMIT(MIN)。 在任何条件下，最大漏极电流应低于规定的绝对最大 额定值。 12 3. 热检测-在规定的最大输出功率、最小输入电压及最 高环境温度情况下，检查TinySwitch-III、变压器、输 出二极管及输出电容的温度没有超标。应有足够的 温度裕量以保证TinySwitch-III不会因为零件与零件间 R DS(ON)的差异而引起过热问题出现，参见数据手册中 关于R DS(ON)的说明。建议在低压输入及最大输出功率 的情况下，TinySwitch-III源极引脚的最高温度不高于 110 °C, 这样就可以适应上述参数的变化。 绝对最大额定值(1,5) 漏极电流 .........................................................-0.3 V to 700 V 峰值漏极电流:TNY274...................................400 (750) mA(2) TNY275.................................560 (1050) mA(2) TNY276.................................720 (1350) mA(2) TNY277.................................880 (1650) mA(2) TNY278...............................1040 (1950) mA(2) TNY279...............................1200 (2250) mA(2) TNY280...............................1360 (2550) mA(2) EN/UV 电压 ........................................................-0.3 V to 9 V EN/UV 电流 .................................................................100 mA BP/M 电压 ...........................................................-0.3 V to 9 V 贮存温度 .......................................................-65 °C to 150 °C 工作结温度(3) .................................................-40 °C to 150 °C 引脚温度(4) ....................................................................260 °C 注释: 1. 所有电压都是以TA = 25 °C时的源极为参考点。 2. 当漏极电压同时低于400 V时，可允许更高峰值漏极电流。 3. 通常由内部电路控制。 4. 在距壳体1/16英寸处测量，持续时间5秒。 5. 在短时间内施加器件允许的最大额定值不会引起产 品永久性的损坏。但长时间用在器件允许的最大额定 值时，会对产品的可靠性造成影响。 热阻抗 热阻抗: P 或 G 封装: 注释: 1. 在靠近塑体表面的引脚2(源极)测得的。 2. 焊在 0.36 平方英寸 (232 mm2), 2 盎司 (610 g/m2) 铜铂区域。 3. 焊在1 平方 (645 mm2), 2 盎司 (610 g/m2) 铜铂区域。 条件 参数 符号 源极 = 0 V; TJ = -40 to 125 °C 参见图 16 (有另行说明除外) 最小值 典型值 最大值 单位 控制功能 标准模式下的输出 频率 最大占空比 EN/UV引脚最大 关断阈值电流 EN/UV引脚电压 漏极供电电流 13 条件 参数 控制功能 (cont) BP/M引脚充电 电流 BP/M引脚电压 BP/M引脚电压 迟滞 BP/M引脚 分流电压 EN/UV引脚 欠压阈值 电路保护 标准电流限流点 (BP/M 电容 = 0.1 µF ) 见注释D 降低的电流限流点 (BP/M 电容 = 1 µF) 见注释D 14 参数 源极 = 0 V; TJ = -40 to 125 °C 参见图 16 (有另行说明除外) 最小值 典型值 最大值 单位 条件 参数 符号 源极 = 0 V; TJ = -40 to 125 °C 参见图 16 (有另行说明除 最小值 典型值 最大值 单位 电路保护(cont) 降低的电流限流点 (BP/M 电容 = 1 µF) 见注释D 提高的电流限流点 (BP/M 电容 = 10 µF ) 见注释D 功率系数 初始电流限流点 前沿消隐时间 电流限流延迟 热关断温度 15 条件 参数 电路保护 (cont) 热关断迟滞 BP/M引脚 关断阈值电流 BP/M引脚 通电重置 阈值电压 输出 导通电阻 关断状态漏极 漏电流 击穿电压 漏极供电电压 16 符号 源极 = 0 V; TJ = -40 to 125 °C 参见图 16 (有另行说明除外) 最小值 典型值 最大值 单位 条件 参数 符号 源极 = 0 V; TJ = -40 to 125 °C 参见图 16 (有另行说明除外) 最小值 典型值 最大值 单位 输出 (cont) fosc时的自动重启动 导通时间 自动重启动占空比 注释: A.IS1是空载时器件控制器所损耗电流的精确估算值，因为在此种情况下工作频率非常低。空载时器件的总电流损耗为 IS1与IDSS2之和。 B.由于输出MOSFET处在开关状态，很难将开关电流和来自漏极的供电电流区分开。可以替代的测量方法是在BP/M引脚 电压为6.1 V时测量BP/M引脚电流。 C.BP/M引脚不可作为外部电路的供电电流源。 D.为确保获得正确的电流限流值，建议使用0.1 µF/1 µF/10 µF电容。此外，BP/M电容值的公差应与实际应用环境温度 范围内要求的容差相等或更高。电容值必须介于表征法中规定的最小及最大电容值之间。 BP/M引脚 电容值 与电容值相关的公差 最小 最大 E.关于其它di/dt值时的电流限流点请参考图23。 F. TNY274没有限流点增加功能，当使用10 µF的BP/M引脚电容时，电流限流值与使用1 µF的BP/M引脚电容相等 (降低的电流限流值)。 G.此参数是通过表征法得到的。 H.此参数是通过限流点的改变得到的。在电流波形分别为限流点规格中d i / d t的一倍和四倍情况下测量的。 I. IDSS1在80%的BVDSS以及最大工作结温时最差的关断状态漏电流。IDSS2是在最差应用条件下(265VAC整流后)进行空载损 耗计算时的典型漏电流。 J. 可通过抬高漏极引脚电压，但不超过最小BVDSS的方式检查击穿电压。 K.自动重启动时导通时间的温度特性曲线与振荡器相同(与频率成反比)。 17 ⊼䞞䖭ϔ⌟䆩⬉䏃ᑊϡՓ⫼Ϣ⬉⌕䰤⌕⚍ঞ䕧ߎ⡍ᗻⱘ⌟䞣DŽ 图 16.常规测试电路 图 18.输出使能定时 ⓣᵕ⬉⌕(ᔦϔ࣪ 图 17.占空比测量 ᯊ䯈 图 19.电流限流点包迹 18 ⓣᵕ⬉⌕ ⏽ᑺ 图 22.限流点与温度的特性曲线 ⓣᵕ⬉य़ 图 24.输出特性 䕧ߎ乥⥛ ᔦϔ࣪ࠄ 25 㒧⏽ 图 21.频率与温度的特性曲线 ᔦϔ࣪⬉⌕䰤⌕ ᷛ⌕⬉ޚ䰤⌕ ᔦϔ࣪ࠄ 㒧⏽ 图 20.击穿电压与温度的特性曲线 ᔦϔ࣪ 图 23.限流点与di/dt的特性曲线 ⓣᵕ⬉ᆍ ߏこ⬉य़ 典型性能特性 ⓣᵕ⬉य़ 图 25. COSS与漏极电压的曲线 19 ⓣᵕ⬉य़ 图 26.漏极电容功率 20 य़䯜ؐ ᔦϔ࣪ࠄ 25 ࡳ⥛ 典型性能特性(cont.) 㒧⏽ 图 27.欠压阈值与温度的特性曲线 器件订购信息 TinySwitch产品系列 系列号 封装信息 塑封表面贴 SMD-8C 塑封直插式 DIP-8C 无铅封装 纯镀锡封装(无铅) 带装&卷轴装及其它包装形式 空白 空白标准配置 TNY 278 G N - TL 带装&卷轴装，至少1000个，仅适用G封装 21 22 23 版本 注释 日期 最终发布的数据手册 参考图编号已做修改 有关最新的产品信息，请访问: www.powerint.com 全球销售支持网络 24