單片開(kāi)關(guān)電源的應用及發(fā)展

３ TinySwitch系列四端開(kāi)關(guān)電源

TinySwitch是Power公司新推出的一種高效、小功率四端單片開(kāi)關(guān)電源。因所構成開(kāi)關(guān)電源的體積很小，故稱(chēng)TinySwitch微型開(kāi)關(guān)系列。它比三端單片開(kāi)關(guān)電源增加一個(gè)使能端，使用更加方便靈活。TinySwitch系列性?xún)?yōu)價(jià)廉，外圍電路非常簡(jiǎn)單，特別適合制作10W以下的微型開(kāi)關(guān)電源或待機電源，是取代效率低、體積較大的小功率線(xiàn)性穩壓電源的理想產(chǎn)品。

3.1TinySwitch的性能特點(diǎn)

(1)TinySwitch有DIP-8、SMD-8兩種封裝形式、6種型號。產(chǎn)品分類(lèi)見(jiàn)表2。

盡管采用8腳封裝，實(shí)際上只有四個(gè)腳：S、D、BP（相當于控制端）、EN（使能端），因此等效于四端器件。利用使能端可從外部關(guān)斷MOSFET，并且在快速上電時(shí)輸出電壓無(wú)過(guò)沖現象、掉電時(shí)MOSFET也無(wú)頻率倍增現象。

(2)高效、小功率輸出。選220V交流電源時(shí)，其空載功耗低于60mW。它適宜制作0～10Ｗ的小功率、低成本開(kāi)關(guān)電源，比線(xiàn)性穩壓電源大約可節電38%。

(3)采用開(kāi)／關(guān)控制器來(lái)代替PWM對輸出電壓進(jìn)行調節。開(kāi)／關(guān)控制器可等效為脈沖頻率調制器（PFM），其調節速度比普通的PWM更快，對紋波抑制能力更強。

(4)與TOPSwitch-II相比，它在電路設計上頗具特色。第一，交流輸入端可省掉EMI濾波器；第二，初級保護電路不需使用TVS，僅用RC電路即可吸收尖峰電壓；第三，不用反饋線(xiàn)圈及相關(guān)電路，也不加回路補償元件；第四，芯片內部增加了使能檢測與邏輯電路。

3.2TinySwitch的應用

該系列產(chǎn)品適合制作手機電池恒壓恒流充電器、IC卡付費電度表中的小型開(kāi)關(guān)電源模塊，以及微機、彩電、攝錄像機等高檔家用電器中的待機電源。例如，目前生產(chǎn)的大屏幕彩電均具有待機功能，使用遙控器關(guān)閉電源之后，即進(jìn)入待機狀態(tài)。此時(shí)彩電中開(kāi)關(guān)電源的功率開(kāi)關(guān)管呈關(guān)斷狀態(tài)，改由待機電路繼續給CPU供電，使整機功耗降至最低。由TNY253P可構成5V、1.3W的彩電待機電源。它利用彩電主電源產(chǎn)生的直流高壓作輸入電壓，的允許范圍是120～375V（視彩電型號而定），而Vo=+5V。使用一片TNY255P則可構成PC機的5V、2A待機電源。由TNY254P構成的+6.7V、3.6W手機電池恒壓、恒流充電器，能在85～265V交流輸入電壓范圍內，對6V鎳氫（NIMH）電池充電。此外，TinySwitch還適合制作小型家電（如隨身聽(tīng)）的適配器（adapter），將220V交流電源變成所需直流穩壓電源。這種適配器不僅沒(méi)有笨重的變壓器，而且效率高、體積小、穩壓性能好，能完全取代目前市售的各種插頭式AC/DC變換器。

4 MC33370系列五端單片開(kāi)關(guān)電源

MC33370系列包括MC33369～MC33374五種規格、17種型號。以TO-220五腳直彎式封裝為例，其產(chǎn)品分類(lèi)見(jiàn)表3。

表中的RDS（ON）表示漏－源極導通電阻，ID（PK）代表漏極峰值電流。

4.1 MC33370的性能特點(diǎn)

(1)它比TOPSwitch-II增加了電源端（Vcc）和狀態(tài)控制器的輸入端（State Control input）；芯片內部增加了欠壓鎖定比較器、外部關(guān)斷電路和可編程狀態(tài)控制器。其性?xún)r(jià)比要優(yōu)于TOPSwitch-II，而外圍電路更趨簡(jiǎn)單。

(2)利用可編程狀態(tài)控制器及外部模式選擇電路，能實(shí)現多種控制方式（包括手動(dòng)控制、由微控制器MCU操作、數字電路控制、禁止操作等），實(shí)現工作狀態(tài)與備用狀態(tài)的互相切換。

(3)內部集成了一只被稱(chēng)為“敏感場(chǎng)效應管（Sense FET）”的電流傳感式功率開(kāi)關(guān)管，用它能無(wú)功率損耗地實(shí)時(shí)檢測漏極電流ID的大小，進(jìn)行過(guò)流保護。

(4)當交流電源為固定值或變化率不超過(guò)±20%時(shí)，允許去掉高頻變壓器的反饋線(xiàn)圈以及相關(guān)的高頻濾波電路。這有助于進(jìn)一步簡(jiǎn)化外圍電路，降低開(kāi)關(guān)電源的成本。為滿(mǎn)足特殊應用的需要，還可給開(kāi)關(guān)電源增加軟啟動(dòng)功能。

(5)電源效率高。由它構成開(kāi)關(guān)電源或電源模塊的效率可達80%以上。在備用狀態(tài)下靜態(tài)功耗低至幾十至幾百毫瓦。

(6)占空比調節范圍更寬，可達0.1～74%。脈寬調制增益的典型值為-14%／mA。芯片的工作結溫是-40～150℃，過(guò)熱保護溫度定為157℃（TOPSwitch-II僅為135℃）。

4.2 MC33370的應用

MC33370系列可廣泛用于辦公自動(dòng)化設備、儀器儀表、無(wú)線(xiàn)通信設備及消費類(lèi)電子產(chǎn)品中，構成高壓隔離式AC/DC電源變換器。在作特殊應用時(shí)，還可去掉高頻變壓器的反饋繞組及快恢復二極管、濾波電容，改用穩壓管或雙極型晶體管、MOS管來(lái)進(jìn)行串聯(lián)調整。此外，利用這種芯片還能制作高壓步進(jìn)電源。