摘要：單片開關電源具有性價比高、外圍電路簡單、效率高、功耗低等顯著特點，文中介紹了TNY256的性能特點、工作原理，并給出了TNY256的典型應用電路。

關鍵詞：單片開關電源 TNY256 自動重啟計數器 功率MOSFET

1 TNY256的性能特點

·內置自動重啟電路，不需外接元件，一旦發(fā)生輸出短路或控制環(huán)開路故障，可將占空比降低以保護芯片。

·在輸入直流高壓電路中，不需要使用瞬態(tài)電壓抑制器構成的鉗位保護電路，僅用簡單的RC吸收回路即可衰減視頻噪聲。

·輸入欠壓檢測電路僅需外接1只電阻，目的是在上電時將片內的功率MOSFET關斷，直到直流輸入電壓VI達到欠壓保護門限電壓（100V）為止；正常工作后若VI突然降低，對芯片也能起到保護作用。

·開關頻率抖動可降低電磁輻射。

·輸入電壓范圍寬（85～265VAC或120～375VDC）且交、直流兩用。效率高，265VAC輸入時的空載功耗低于100mW。

·控制方式簡單。采用開/關控制器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PWM脈寬調制器對輸出電壓進行調節(jié)，開關控制器可等效為脈沖頻率調制器（PFM），其調節(jié)速度更快，對紋波的抑制能力也更強。

·外圍電路簡單，可選用低成本的外圍元件。無論在啟動時還是正常工作時，芯片所消耗的能量均由漏極電源提供，無需再加反饋繞組及相關電路，也不用回路補償。

·利用使能端可從部關斷功率MOSFET，采用跳過時鐘周期的方式來調節(jié)負載電壓，并且在快速上電時輸出電壓無過沖現象，掉電時，功率MOSFET也不會出現頻率倍增現象。

·高效、小功率輸出，適合構成0～16W的小功率、低成本開關電源。

2 TNY256的封裝及引腳功能

TNY256的三種封裝形式如所示。該器件實際上只有4個有效引腳，D、S分別為功率MOSFET的漏極和源極；同時S也是控制電路的公共端。BP（BYPASS）為旁路端，該端與地（S極）間需接一只0.1μF的旁路電容器，通過漏極和內部電路產生5.8V的電源電壓給該芯片供電。EN/UV為使能/欠壓端，正常工作時由此端控制內部功率MOS管的通斷，當IEN≥50μA時，MOSFET關斷，該端還可用于輸入欠壓檢測，具體方法是將EN/UV端經一只2MΩ的電阻器接VI。

3 TNY256的工作原理

TNY256內含一個700V功率MOSFET開關管和一個電源控制器，與傳統(tǒng)的PWM脈寬調制控制方式不同，該器件采用簡單的開/關控制來調節(jié)輸出電壓使之穩(wěn)定。TNY256的內部結構如所示，主要包括振蕩器、使能輸入、5.8V穩(wěn)壓器、BP腳欠壓保護電路、過熱保護電路、過流保護電路、自動重啟動計數器、輸入欠壓檢測電路、700V功率MOSFET。

3．1 振蕩器

TNY256內部有完整的振蕩電路，無需外接阻容元件。內部振蕩器的典型頻率設為130kHz，振蕩器將產生兩個信號：一個是占空比信號DCMAX，另一個是時鐘信號CLOCK，作為每個周期的起始信號。振蕩器還具有頻率抖動功能，頻率抖動的典型值為5kHz，頻率抖動的調制頻率設為1kHz，以便限度地降低EMI。

3．2 使能輸入

和EN/UV相連的使能輸入電路包含一個低阻抗的源極輸出器，設定其輸出為1.5V。流過源極輸出器的電流被限制為50μA，并有10μA的滯后特性。當從EN/UV引腳流出的電流超過50μA時，使能電路的輸出端產生一個低電平將功率MOSFET關斷。在每個時鐘信號的上升沿（即每個周期的開始時刻），要對使能檢測電路的輸出進行取樣，如為高電平，則功率MOSFET導通，如為低電平，則功率MOSFET截止。

3．3 5.8V穩(wěn)壓器

該穩(wěn)壓器的輸入端接MOSFET的漏極，輸出端接0.1μF的旁路電容器CBP。當MOSFET截止時，5.8V穩(wěn)壓器對CBP充電,使VBP=5.8V，當MOSFET導通時，改由CBP上儲存的電能向芯片供電，CBP除用來存儲電能外，還兼有高頻退耦的作用。
3．4 BP腳欠壓保護電路

當VI下降而導致BP腳電壓低于5.1V時，功率MOSFET將被關斷，起到輸入欠壓保護的作用。直到BP腳電壓恢復到5.8V，MOSFET才能正常工作。

3．5 過熱保護電路

芯片閾值結溫設定為135℃，并有70℃的滯回特性，一旦芯片結溫超過135℃，立即關斷功率MOSFET，使芯片溫度降低。

3．6 過流保護電路

當流過功率MOSFET中的電流超過極限電流ILIMTT時，該電路將關斷功率MOSFET。

為了防止因初級電容器或次級超快恢復二極管在反向恢復時間內產生類峰電壓，而造成功率MOSFET誤關斷，專門設置了前沿閉鎖電路。它能在功率MOSFET則導通的短時間（tLED）內將過流比較器輸出的尖峰電壓封鎖掉，可避免功率MOSFET在剛導通后又被類峰電壓關斷而產生誤動作。

3．7 自動重啟計數據

當電路發(fā)生輸出過載、輸出短路或控制環(huán)開路等故障時，TNY256進入自動重啟工作狀態(tài)。當EN/UV腳變?yōu)榈碗娖綍r，內部計數器被復位。如在32ms內EN/UV腳沒有變?yōu)榈碗娖?，在正常情況下功率MOSFET將會停止工作128ms(如在欠壓情況下，它會一直停止工作直到欠壓消除)。在故障沒有排除之前，自動重啟計數器將交替代功率MOSFET工作和不工作。

3．8 輸入欠壓檢測電路

將一外接電阻器（2MΩ）連接在VI和EN/UV腳即可監(jiān)視輸入電壓，在上電時將功率MOSFET關斷，直到直流輸入電壓V1達到欠壓保護閾值（100V）為止；正常工作后如VI突然降低，也會將功率MOSFET關斷，起到保護作用。在自動重啟狀態(tài)下功率MOSFET將停止工作，此時哪存在欠壓條件，自動重啟動計數器將停止計數。

如EN/UV腳未接外部電阻器，則輸入欠壓檢測功能將被禁止。

4 TNY256的典型應用

由TNY256組成的5.5W、9VDC電源適配器電路如所示，交流輸入電壓范圍為85～265V。圖中U2為光磁耦合器SFH615-2，U3為可調式并聯精密穩(wěn)壓器TL431CLP，F1為保險絲電阻器。85～265V交流電經過D1～D4橋式整流和C1、C2濾波后，得到約300V的直流高壓VI。鑒于在功率MOSFET關斷瞬間，脈沖變壓器的漏感會產生尖峰電壓，因此，由電阻器R3、C3和超快恢復二極管D5（1N4937）組成的功率MOSFET漏極鉗位保護電路，可有效抑制漏極上的反向峰值電壓，從而保護TNY256內的功率MOSFET不受損壞。C3選用10000pF/1kV的高壓陶瓷電容器。

次級電壓通過D6、C6、C7、L3和C8整充濾波后，得到9V、0.6A的直流輸出。D4采用MBR360的肖特基二極管。為了抑制初、次級之間的共模干擾，在初、次級的同名端還并聯一只2200pF/2kV的高壓陶瓷電容C5。輸出電壓由精密電阻R7、R8決定，電阻R9為TL431的限流電阻。

5 TNY256的使用注意事項

TNY256在中等負載或輕負載下工作時會跳過一些時鐘周期，這容易使高頻變壓器產生音頻噪聲干擾。為減小此干擾，宜選磁通密度小于0.3T的磁芯材料。此外，用TVS二極管和陶瓷電容構成的漏極箝位保護電路來衰減視頻噪聲。
使用NTY256系列時推薦的一種印制板設計如所示。

設計時需注意以下幾點：

·連接輸入濾波電容器、高頻變壓器初級如TNY256回路的覆銅面積應盡量小。

·DIP-8封裝的TNY256系列電路是靠覆銅接地來散熱的，圖中打斜線的面積要足夠大，確保散熱良好。

·安全電容器要直接焊接在初級接地端和次級返回端之間。

·連接次級線圈、輸出級整流管和濾波電容器的回路面積應盡量小，但整流管焊盤附近的覆銅要足夠大，以確保散熱良好。

·為減小耦合噪聲，光耦晶體管到EN/UV腳和源極S腳的布線要盡可能短。欠壓檢測電阻器要盡可能靠近EN/UV腳。