【例1-17】 12V/1A输出开关电源电路

图1-19所示电路为采用TNY278P器件的通用输入、输出为12V/1A的反激式低成本、高效率电源，此电源具有欠压锁定，初级检测输出过压锁存关断保护功能，高效率(>80%)，极低的空载功耗(265V AC输入时<50mW)等特点。电路采用一个简单的齐纳二极管和光电耦合器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VD5、C2、R1、R2及VR1构成钳位电路，将漏极的漏感关断电压尖峰控制在安全值范围以内。齐纳二极管与RC构成的钳位电路不但优化了EMI，而且具有更高效率。电阻R2限制了VD5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二极管（恢复时间≤2μs）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电耦合器内LED正向电压降之和时，电流将流向光电耦合器内的LED，从而下拉光电耦合器中晶体管的电流。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，使能周期也随之减小，从而降低开关频率，根据负载情况减小开关损耗。因此能够在负载极轻时提供恒定的效率，满足能效标准的要求。

由于TinySwitch-Ⅲ器件完全是自供电的，因此在变压器上无须辅助或偏置绕组。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)引脚电压之和(28V+5.85V)时，电流开始流向BP/M引脚。当此电流超过ISD时，TinySwitch-Ⅲ器件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2.6V时，TinySwitch-Ⅲ器件的内部锁存关断电路将重置。TinySwitch-Ⅲ系列器件的各引脚功能如下：

（1）漏极(D)引脚。MOSFET的漏极连接点，在开启及稳态工作时提供内部工作电流。

（2）旁路/多功能(BP/M)引脚。这一引脚有多项功能：

·一个外部旁路电容连接到这个引脚，用于生成内部5.85V的供电电源。

·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0.1μF的电容会工作在标准的电流限流值上。对于TNY275～280器件，使用数值为1μF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10μF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。

·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ISD时关断器件，直到BP/M电压下降到4.9V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。

（3）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电压欠压检测，在正常工作时，通过此引脚可以控制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75～115μA之间。

·在EN/UV引脚和DC电压间连接一个外部电阻可以用来检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器件可检测出这一情况并禁止输入电压欠压保护功能。

（4）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。

对于有更低输入空载功耗的应用，可使用偏置绕组为TinySwitch-Ⅲ器件供电。电阻R8将电流送入BP/M引脚，抑制了内部高电压恒流源，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265V AC输入时的空载功耗从140mW降低到40mW。连接在直流输出端及U1 EN/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25μA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。

图1-19所示电路除了用简单π型输入滤波器(C1、L1、C2)衰减差模EMI外，还在变压器上采用了屏蔽技术来降低共模EMI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TNY278P器件的频率抖动相结合，使此设计具有出色的抑制传导及辐射EMI性能，比EN55022B级对传导EMI所规定的要求还多出12dBμV的裕量。设计中C7的数值可在U1的3个限流点之间选择，可根据应用选用相应的限流点。

使用C7=0.1μF的BP/M引脚电容，TinySwitch-Ⅲ器件会工作在标准的限流(Ilimit)点上，适合封闭式适配器的应用。当使用C7=1μF的BP/M引脚电容时，TinySwitch-Ⅲ器件工作的限流点会降低(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，适用于对温度要求高、需优化散热的设计。

当使用C7=10μF的BP/M引脚电容时，TinySwitch-Ⅲ器件工作的限流点会升高(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系列器件相邻型号之间的限流值相互兼容，某一器件降低的限流点与相邻更小型号的标准限流点相同，而提高的限流点与相邻更大型号的标准限流点相同。