單片開關電源的應用及發(fā)展

３ TinySwitch系列四端開關電源

TinySwitch是Power公司新推出的一種高效、小功率四端單片開關電源。因所構(gòu)成開關電源的體積很小，故稱TinySwitch微型開關系列。它比三端單片開關電源增加一個使能端，使用更加方便靈活。TinySwitch系列性優(yōu)價廉，外圍電路非常簡單，特別適合制作10W以下的微型開關電源或待機電源，是取代效率低、體積較大的小功率線性穩(wěn)壓電源的理想產(chǎn)品。

3.1TinySwitch的性能特點

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

盡管采用8腳封裝，實際上只有四個腳：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斷MOSFET，并且在快速上電時輸出電壓無過沖現(xiàn)象、掉電時MOSFET也無頻率倍增現(xiàn)象。

(2)高效、小功率輸出。選220V交流電源時，其空載功耗低于60mW。它適宜制作0～10Ｗ的小功率、低成本開關電源，比線性穩(wěn)壓電源大約可節(jié)電38%。

(3)采用開／關控制器來代替PWM對輸出電壓進行調(diào)節(jié)。開／關控制器可等效為脈沖頻率調(diào)制器（PFM），其調(diào)節(jié)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，不用反饋線圈及相關電路，也不加回路補償元件；第四，芯片內(nèi)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關電源模塊，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，使用遙控器關閉電源之后，即進入待機狀態(tài)。此時彩電中開關電源的功率開關管呈關斷狀態(tài)，改由待機電路繼續(xù)給CPU供電，使整機功耗降至最低。由TNY253P可構(gòu)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(gòu)成PC機的5V、2A待機電源。由TNY254P構(gòu)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(nèi)，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）的適配器（adapter），將220V交流電源變成所需直流穩(wěn)壓電源。這種適配器不僅沒有笨重的變壓器，而且效率高、體積小、穩(wěn)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系列五端單片開關電源

MC33370系列包括MC33369～MC33374五種規(guī)格、17種型號。以TO-220五腳直彎式封裝為例，其產(chǎn)品分類見表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

(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(nèi)部增加了欠壓鎖定比較器、外部關斷電路和可編程狀態(tài)控制器。其性價比要優(yōu)于TOPSwitch-II，而外圍電路更趨簡單。

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

(3)內(nèi)部集成了一只被稱為“敏感場效應管（Sense FET）”的電流傳感式功率開關管，用它能無功率損耗地實時檢測漏極電流ID的大小，進行過流保護。

(4)當交流電源為固定值或變化率不超過±20%時，允許去掉高頻變壓器的反饋線圈以及相關的高頻濾波電路。這有助于進一步簡化外圍電路，降低開關電源的成本。為滿足特殊應用的需要，還可給開關電源增加軟啟動功能。

(5)電源效率高。由它構(gòu)成開關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(diào)節(jié)范圍更寬，可達0.1～74%。脈寬調(diào)制增益的典型值為-14%／mA。芯片的工作結(jié)溫是-40～150℃，過熱保護溫度定為157℃（TOPSwitch-II僅為135℃）。

4.2 MC33370的應用

MC33370系列可廣泛用于辦公自動化設備、儀器儀表、無線通信設備及消費類電子產(chǎn)品中，構(gòu)成高壓隔離式AC/DC電源變換器。在作特殊應用時，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(wěn)壓管或雙極型晶體管、MOS管來進行串聯(lián)調(diào)整。此外，利用這種芯片還能制作高壓步進電源。