DI-163参考设计 TinySwitch-III ® 具备过压锁存(OVP)关断保护功能的宽范围机顶盒电源 应用 器件 输出功率 输入电压 输出电压 拓扑结构 机顶盒 TNY277PN 15 W 85 – 300 VAC 3.3 V, 5 V, 8 V, 22 V 反激式 馈使能或禁止其集成MOSFET的开关，以维持输出电压的稳定。 设计特色 • 多路输出电源 3.3 V和5 V输出端的部分电流流入并联稳压器(U3)，后者控制流 • 出色的交叉调整率 经U2中LED的电流。从而使成比例的电流被拉出EN/UV脚。一旦 • 两路输出加权稳压 电流超过EN/UV引脚的关断阈值电流(115 mA)，将跳过开关周期。 • 极高能效 当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 • 符合CEC/能源之星2008对工作模式效率的要求（要求为 使能。对关断阈值进行调制，以防止群脉冲的发生并确保电流脉 68.1 %，可达到77 %） 冲均匀间隔，从而改善输出纹波，提高整机效率。 • 空载功耗低（在230 VAC交流输入时< 150 mW） • 符合CISPR-22/EN55022B对传导EMI的限制 U1的锁存关断特性可以提供输出过压保护。一旦因元件故障而造 • 自动重启动功能允许无限制的短路输出 成反馈环路开环时，会使输出电压升高，从而影响到C6上的偏置 绕组输出电压。一旦输出电压超过VR1和BP/M引脚电压的总额定 工作原理 图1中所示的TinySwitch-III多路输出电源可以提供15W的输出 值（约为53 V），电流便会流入BP/M引脚。当此电流超过7 mA时， 功率。典型的应用包括机顶盒或DVD播放器，它们都要求使用多 将触发锁存关断电路。断开交流输入后，MOSFET开关将被禁 路输出反激式电源。 止，直到BP/M引脚电容(C4)放电到4.8 V以下。 二极管D1、D2、D3和D4以及电容C2和C3可以对AC输入进行整 通过在初级绕组旁边的同一绕组层上使用3.3 V和5 V绕组来降低 流和平滑。电容C3、C2、C8和电感L2提供差模和共模EMI滤波。 次级漏感以及加权稳压（从两个输出端获得反馈），可以在5 V和 U1中的控制器通过光耦合器U2接收来自次级的反馈，并根据该反 3.3 V输出端实现良好的交叉稳压性能。 C18 470 pF 500 V C8 1.0 nF 250 VAC T1 EF25 10 1 R1 47 kΩ 2W D1, D2 1N4007 F1 2A L2 1.0 mH 85-300 MOV1 VAC 320 VAC C2 22 µF 450V R2 220 Ω 0.5 W C7 10 nF 1 kV 2 9 NC 3 D8 MUR120 D10 1N5822 L4 3.3 µH R15 100 Ω R8 10 kΩ C12 100 µF 35 V C14 L5 470 µF 3.3 µH 35 V C13 470 µF 35 V C15 470 µF 35 V 6 22 V, 0.4 A C10 100 µF 35 V L3 3.3 µH C11 100 µF 35 V D9 BYV27-200 7 C3 22 µF 450V C9 470 µF 35 V 8 D5 BA159 L2 3.3 µH D7 MUR120 5 V, 0.45 A R12 47 Ω VR1 47 V D D3, D4 1N4007 EN/UV RTN R4 20 Ω 5 R6 21 kΩ 3.3 V, 0.75 A C16 470 µF 35 V 4 TinySwitch-III U1 TNY277PN 8 V, 0.1 A D6 UF4003 C6 1 µF 63 V U2A R14 1 kΩ R5 47 Ω R17 10 kΩ 1% R18 15 kΩ 1% C17 100 nF BP/M S C5 100 nF 50 V C4 10 µF U2B PC817D U3 TL431 2% R16 10 kΩ 1% PI-4872-020708 图 1. 使用TinySwitch-III的15 W机顶盒电源的电路设计 www.powerint.com February 2008 设计要点 100 元件D5、R1和C7构成了RCD箝位电路，可以在关断期间吸收 90 漏感能量。当C7与变压器初级漏电感发生谐振时，部分能量将 80 被重新利用并耦合到次级端。电阻R2可以阻尼这一谐振振荡并 70 提高EMI性能。 二极管D5是反向恢复时间tRR为250 ns的快速二极管，可以使用 成本更低的1 N4007GP（玻璃钝化类型）二极管来代替。 • • 40 以适应环境温度。例如，在开放式架构应用中，可以通过将 30 C5的值从0.1 mF更改为10 μF来使用TNY276PN器件。 20 为了防止空载功耗增加或误触发OVP，应仅在输出电压超出标 10 入BP/M引脚。 0 0.15 1.0 10.0 100.0 MHz 为增强初级绕组与次级绕组间的耦合，应在同一绕组层上使用 图 3. 在230 VAC交流输入且输出端接地时最差情况下的传导EMI （显示CISPR-22极限线） 3.3 V、5 V和8 V的绕组。 • 50 U1的可选电流限流点允许对电流限流点和器件大小进行优化， 准稳压范围时选择VR1进行导通。电阻R5用于防止过量电流流 • 60 dBµV • PI-4877-102507 • 为使电流在共模浪涌期间远离U1，Y1电容C8需要连接在次级 回路和直流总线之间。 变压器参数 PI-4871-102507 85 Efficiency (%) 83 80 磁芯材料 EF25 NC-2H or equivalent, gapped for ALG of 420 nH/t2 骨架 EF25, 10 pin, Horizontal 绕组详情 3 mm margins on both sides of bobbin to meet safety Shield: 14T × 2, AWG29, tape Primary-1: 29T × 1, AWG29, tape Bias: 11T × 2, AWG29, 3 layers tape 3.3 V: 2T × 2, AWG25 5 V: 1T × 1, AWG25 (same layer as 3.3 V) 8 V: 1T × 1, AWG25 (same layer as 3.3 V), 1 layer tape 22 V: 8T × 2, AWG29, 3 layers tape Shield: 1T Foil 2 mils thick, tape Primary-2: 29T × 1, AWG29, 2 layers tape 绕组顺序 Shield (1 - NC), Primary-1 (3-2), Bias (4-5), 3.3 V (7-6), 5 V (8-7), 8 V (9-8), 22 V (10-9), Shield (NC-1), Primary-2 (2-1) 初级电感量 1547 mH, ±10% 初级谐振频率 500 kHz (minimum) 漏感 40 mH (maximum) 78 75 73 70 85 115 135 180 Line Voltage (VAC) 图 2. 不同输入电压下的满载效率 230 300 表 1. 变压器参数。（NC = 无连接，TIW = 三层绝缘线） 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. C 02/08 DI-163