Tiny Switch特性及其應(yīng)用
(c)TinySwitch輕負(fù)載工作
圖2不同負(fù)載時(shí)的波形
數(shù),內(nèi)部振蕩器把MOSFET的開(kāi)關(guān)頻率設(shè)定為常數(shù),由于TinySwitch的門(mén)限值和頻率均為常數(shù),利用其進(jìn)行隔離型電源設(shè)計(jì),次級(jí)的(最大)輸出功率亦為常數(shù)。
(2)TinySwitch工作模式
反激式開(kāi)關(guān)電源的輸出功率與門(mén)限值、變壓器初級(jí)電感和開(kāi)關(guān)頻率相關(guān),即
P=0.5I2Lf(1)
那么,輸出功率一定的TinySwitch芯片是如何工作來(lái)滿(mǎn)足不同負(fù)載要求的呢?分析式(1),再結(jié)合芯片特點(diǎn),即可以得出結(jié)論。由于TinySwitch門(mén)限值和變壓器初級(jí)電感均為常數(shù),那么若想改變輸出功率P,只能著眼于開(kāi)關(guān)頻率f,TinySwitch采用“跳周期”的工作方式,正是以改變功率MOSFET有效的開(kāi)關(guān)頻率,以實(shí)現(xiàn)不同的功率輸出。
在分析TinySwitch是如何“跳周期”時(shí),先了解一下芯片的EN引腳。參照?qǐng)D1,使能引腳電路中有一個(gè)設(shè)定為1.5V的源極跟隨輸入。輸入電流被10μA滯回的電流源箝位。在振蕩器時(shí)鐘信號(hào)(每個(gè)周期之始)的上升沿,對(duì)使能檢測(cè)電路的輸出取樣,若為高電平,此周期接通功率MOSFET,否則功率MOSFET在相應(yīng)周期保持截止,即跳過(guò)該工作周期,由于對(duì)EN引腳取樣僅在每個(gè)周期之始進(jìn)行一次,周期中使能引腳上的其它變化可不予考慮。這樣,可以通過(guò)EN端電平的不同對(duì)芯片進(jìn)行開(kāi)/關(guān)控制。
于是,可以通過(guò)控制TinySwitch開(kāi)/關(guān)頻率來(lái)獲得不同的次級(jí)輸出功率。滿(mǎn)載時(shí),讓TinySwitch在大部分時(shí)鐘周期導(dǎo)通;不足滿(mǎn)載時(shí),TinySwitch將“跳過(guò)”更多周期以保持次級(jí)輸出電壓穩(wěn)定;在輕載或空載時(shí),幾乎跳過(guò)所有周期,只有一小部分周期導(dǎo)通以供給電源的功率消耗。不同負(fù)載工作情況的波形見(jiàn)圖2?! ∮捎谠诓煌敵龉β是闆r下,有效開(kāi)關(guān)頻率不同,使得輸出功率不同,開(kāi)關(guān)損耗也就不同。TinySwitch的開(kāi)關(guān)損耗幾乎與輸出功率成線(xiàn)性比例,使得電源在各種輸出功率時(shí)都具有較高的效率。這是采用PWM方式開(kāi)關(guān)模式電源(SMPS)望塵莫及的。應(yīng)用TinySwitch進(jìn)行設(shè)計(jì)的電源效率與一般開(kāi)關(guān)模式電源的比較見(jiàn)圖3。
圖3輸出功率與效率關(guān)系
TinySwitch在跳周期時(shí),振蕩器頻率通常加倍(TNY255仍將保持130kHz)。這增加了使能引腳取
樣率,使環(huán)路響應(yīng)速度更快,對(duì)保證輸出電壓的穩(wěn)定性非常有利。
(3)TinySwitch超溫閉鎖功能
參見(jiàn)圖1,TinySwitch內(nèi)設(shè)熱關(guān)斷電路可檢測(cè)管芯結(jié)溫。熱關(guān)斷電路的門(mén)限為135℃,70℃滯回,當(dāng)結(jié)溫上升至超過(guò)門(mén)限時(shí)(135℃),熱關(guān)斷電路關(guān)斷功率MOSFET,直到管芯結(jié)溫下降到70℃時(shí)才會(huì)令其重新導(dǎo)通。
4TinySwitch的典型應(yīng)用—隔離型待機(jī)電源
用TinySwitch實(shí)現(xiàn)的小功率隔離型開(kāi)關(guān)電源,體積小、成本低、設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)單,其典型應(yīng)用如圖4所示。
圖4典型的備用電源應(yīng)用
評(píng)論