TinySwitch II系列第二代微型单片开关电源的原理

下面就TinySwitch?Ⅱ的内部电路中的几个主要功能电路作一介绍：

（1）振荡器

振荡器的频率均设置为132kHz。它能产生决定每个周期起始时间的时钟信号（CLOCK）和最大占空比信号（Dmax）。该振荡器还增加了频率抖动电路，开关频率的抖动范围是128kHz～136kHz，抖动量为±4kHz。频率抖动波形如图3所示。利用此功能可显著减小噪声干扰，并且噪声谐波次数愈高，抑制作用愈明显。例如对5次谐波噪声平均值的衰减量可达10dB以上。

（2）使能电路与极限电流状态机

EN／UV端的使能电路中有一个设定值为1.0V的低阻抗源极跟随器，其输出电流的阈值为240μA。当该端输出电流超过240μA时，使能电路就输出低电平（禁止）。在时钟信号的上升沿对输出取样，若为高电平，则本周期接通功率MOSFET；若为低电平，在大多数情况下，就使功率MOSFET关断。但在接近于最大负载时，即便使能电路不起作用，功率MOSFET在此周期内仍然导通，只是极限电流要降到规定值的50％。因为取样仅在每个周期开始时进行一次，所以在此周期内EN／UV端上其它电流或电压的变化均可忽略不计。轻载时，极限电流状态机用离散的数字量来减小ILIMIT值，使TinySwitch?II在音频范围内起到开关作用。从而降低了高频变压器产生的音频噪音。

图4接欠压保护电阻后的自动重启动波形

图5接欠压保护电阻后慢关断的时序波形

（3）5.8V稳压器和6.3V并联式电压钳位器

当MOSFET关断时，5.8V稳压器通过漏极电压的电流将旁路端外接电容CBP充电到5.8V。当MOSFET导通时，TinySwitch?II就消耗存储在CBP中的能量。TinySwitch?II内部电路的功耗极低，使其能利用漏极电流连续工作。选择0.1μF的旁路电容即可实现高频去耦及能量的存储。此外，外部电阻还向BP端提供电流，当BP端达到6.3V的钳位电压时，就关闭5.8V稳压器，以降低芯片的空载损耗。

（4）极限电流检测电路

TinySwitch?II的极限电流参数值见表3。极限电流检测电路用来检测功率MOSFET的漏极电流ID是否达到极限值。在每个开关周期内，当ID达到ILIMIT时功率MOSFET就在此周期的剩余时间内关断。

表3TinySwitch?Ⅱ的极限电流单位：（mA）

在EN／UV端与直流高压端UI之间接一只欠压保护电阻，即可监测UI值是否欠压。当UI低于设定值时，欠压检测电路就将旁路端电压UBP从正常值（5.8V）降至4.8V，强迫功率MOSFET关断，起到保护作用。

（6）自动重启动

一旦发生输出过载、输出短路或开路故障时，TinySwitch?II能自动重启动，直至排除故障后转入正常工作状态。自动重启动频率为1.2Hz。图4示出接上欠压保护电阻后，当输出端短路时的自动重启动电路波形，在每个开关周期内禁止功率MOSFET工作的时间将超过850ms。一旦欠压故障被排除掉，芯片又恢复正常工作。

TinySwitch?II用做待机电源时，可在EN／UV端接上2MΩ欠压保护电阻，使待机电源具有慢关断特性，时序波形分别如图5所示。其特点是当UI降至0V时，漏极电压UD要经过一段时间才缓慢降至0V。不接欠压保护电阻时，UD和UI是同时降到0V的。