Высоковольтные импульсные преобразователи серии TNY2xx
Общая информация
Эти микросхемы, разработанные компанией POWER Integrations, представляют собой высокоэффективные обратноходовые преобразователи с выходной мощностью в диапазоне от 1 до 20 Вт. Электрические параметры данных микросхем приведены в таблице 1.3. Мощностные характеристики рассчитаны с учётом установки микросхемы в закрытый корпус адаптера без радиатора, при температуре окружающей среды +50 °C, что приводит к работе устройства на грани срабатывания термозащиты.
Характеристики микросхем серии TNY2xx
| Микросхема | Семейство | Выходная мощность, Вт (при входном напряжении 230 В) | Выходная мощность, Вт (при входном напряжении 85…265 В) | Максимальный ток стока, мА | Сопротивление канала, Ом (при 25 °C) | Частота генератор кГц |
|---|---|---|---|---|---|---|
| TNY253 | TinySwitch | 0,4 | 0,2 | 150 | 35 | 44 |
| TNY254 | TinySwitch | 2…5 | 1…4 | 255 | 31 | 44 |
| TNY255 | TinySwitch | 4…10 | 3,5…6,5 | 280 | 23 | 130 |
| TNY256 | TinySwitch Plus | 8…15 | 5…10 | 500 | 16 | 130 |
| TNY263 | TinySwitch II | 5 | 3,7 | 210 | 33 | 132 |
| TNY264 | TinySwitch II | 5,5 | 4 | 250 | 28 | 132 |
| TNY265 | TinySwitch II | 8,5 | 5,5 | 275 | 19 | 132 |
| TNY266 | TinySwitch II | 10 | 6 | 350 | 14 | 132 |
| TNY267 | TinySwitch II | 13 | 8 | 450 | 7,8 | 132 |
| TNY268 | TinySwitch II | 16 | 10 | 550 | 5,2 | 132 |
| TNY274 | TinySwitch III | 6 | 5 | 250 | 28 | 132 |
| TNY275 | TinySwitch III | 8,5 | 6 | 275 | 19 | 132 |
| TNY276 | TinySwitch III | 10 | 7 | 350 | 14 | 132 |
| TNY277 | TinySwitch III | 13 | 8 | 450 | 7,8 | 132 |
| TNY278 | TinySwitch III | 16 | 10 | 550 | 5,2 | 132 |
| TNY279 | TinySwitch III | 18 | 12 | 650 | 3,9 | 132 |
| TNY280 | TinySwitch III | 20 | 14 | 750 | 2,6 | 132 |
| TNY375 | TinySwitch-PK | 8,5 | 6 | 355 | 19 | 264/132 |
| TNY376 | TinySwitch-PK | 10 | 7 | 455 | 14 | 264/132 |
| TNY377 | TinySwitch-PK | 13 | 8 | 585 | 7,8 | 264/132 |
| TNY378 | TinySwitch-PK | 16 | 10 | 715 | 5,2 | 264/132 |
| TNY379 | TinySwitch-PK | 18 | 12 | 845 | 3,9 | 264/132 |
| TNY380 | TinySwitch-PK | 20 | 14 | 975 | 2,6 | 264/132 |
При использовании теплоотвода эта величина может увеличиться в 1,5–2 раза. Основные области применения микросхем серии TNY2xx включают компактные зарядные устройства, питание компьютерного и другого оборудования в режиме ожидания (Standby), а также маломощные цифровые устройства с сетевым питанием.
Расположение выводов микросхем TNY2xx
Микросхемы выпускаются в корпусе DIP (TNY2xxP), в корпусе DIP для поверхностного монтажа (TNY2xxG), а микросхема TNY256Y — в корпусе TO-220-5. Расположение выводов представлено на рисунке.
Назначение выводов
| Обозначение | Назначение |
|---|---|
| BP (BYPASS) | Контакт для подсоединения внешнего блокирующего конденсатора, обеспечивающий работу встроенного стабилизатора напряжения (5,8 В). |
| S (SOURCE) | Общие выводы управления, интегрированные в микросхему, которые электрически соединены с истоком мощного МОП-транзистора. |
| EN/UV (ENABLE/UNDER VOLTAGE) | Данный вывод выполняет две задачи: разрешение работы схемы и контроль за снижением выходного напряжения блока питания. |
| D (DRAIN) | Контакт, соединённый с истоком внутреннего МОП-транзистора. Через этот вывод также осуществляется питание компонентов схемы управления внутри микросхемы. |
TNY253-256
TNY263-268
TNY274-280, TNY375-380
TNY256Y
Особенности микросхем семейства TinySwitch
- Интегрированный силовой транзистор с максимально допустимым обратным напряжением 700 В;
- Минимальное собственное энергопотребление — менее 0,06 Вт при входном напряжении 230 В;
- Встроенные механизмы защиты от перегрева и ограничители выходного тока;
- Малозатратная по инерционности цепь обратной связи, которая способствует снижению пульсаций выходного напряжения.
Дополнительные особенности микросхем семейства TinySwitch Plus:
Эти микросхемы также обладают встроенной схемой автоматического перезапуска при коротком замыкании выхода. Если выход оказывается замкнутым, работа прекращается на 32 мс, затем микросхема пытается перезапуститься через 128 мс, что снижает вероятность выхода из строя устройства даже при длительном коротком замыкании.
Особенности микросхем семейства TinySwitch II
- Увеличение рабочей частоты до 132 кГц, что позволяет использовать трансформаторы меньшего размера;
- Включение схемы джиттера, уменьшающей акустический шум преобразователя;
- Удаление одного из выводов для увеличения расстояния между выводами и повышения надежности пайки;
- Введение защитного стабилитрона в схему питания для повышения надежности.
Особенности микросхем семейства TinySwitch III
В микросхемах третьего поколения семейства TinySwitch III были улучшены все основные параметры и добавлен регулируемый ограничитель тока. В зависимости от емкости конденсатора на выходе, можно регулировать максимальный выходной ток, что позволяет более гибко управлять нагрузкой микросхемы.
Особенности включения
Характерной особенностью микросхем данного семейства является отсутствие необходимости в дополнительном источнике питания для цепи обратной связи (оптрона). Микросхема самостоятельно генерирует этот ток (240 мкА), что устраняет необходимость в использовании третьей обмотки трансформатора, которая обычно присутствует в импульсных источниках питания других производителей или на транзисторах. Это позволяет значительно сократить затраты на обмотки, внешние компоненты (диод и конденсатор), а также уменьшить размер и сложность печатной платы.
Выпрямленное сетевое напряжение сглаживается конденсатором С1 и подается через первичную обмотку трансформатора Т1 на вывод стока встроенного в микросхему DA1 транзистора. Благодаря встроенной системе питания (выход которой подключен к выводу BP, к которому запрещается подключать другие нагрузки) напряжение на фильтрующем конденсаторе С3 увеличивается до 5 В, после чего начинается процесс генерации. Когда напряжение на выходе преобразователя достигает уровня стабилизации стабилитрона, загорается светодиод оптрона VO1, а его фототранзистор шунтирует вход EN на землю, что приводит к остановке генерации. Эти микросхемы, как и большинство аналогичных решений, функционируют в режиме старт-стоп и не используют ШИМ.
Схема ограничителя выбросов (soft clamp), состоящая из элементов VD2-R2-C2, необходима для надежной работы устройства и активируется в момент выключения транзистора. Диод VD2 должен быть быстродействующим и высоковольтным, его можно заменить на 1N4937 или UF4006. Конденсатор С2 должен быть пленочным или керамическим с рабочим напряжением от 400 В. Сопротивление резистора R1 для микросхем с выходной мощностью менее 5 Вт рекомендуется увеличить до 150 кОм, а для мощностей свыше 20 Вт — уменьшить до 75 кОм.
Для дальнейшего снижения энергопотребления, повышения быстродействия и уменьшения помех в микросхемах TNY256 и старше, рекомендуется установить резистор сопротивлением 2–4 МОм между положительным выводом конденсатора С1 и входом EN микросхемы. Это также активирует защиту от пониженного напряжения питания (undervoltage), которая отключает микросхему при падении напряжения ниже 100–200 В.
Схемы включения
ТNУ254
TNY268
TNY266P
