【应用】基于TNY286PG离线式开关IC设计的12W隔离反激电源，适合LED驱动器应用
TinySwitchTM-4系列是Power Integrations（简称PI）公司推出的高效离线式开关IC。TinySwitch-4在一个器件上集成了一个高压功率MOSFET开关及一个电源控制器，与传统的PWM（脉宽调制）控制器不同，它使用简单的开/关控制方式来稳定输出电压。本文主要介绍TinySwitch-4系列中的TNY286PG在12W可实现功率因数校正（填谷式）、不可调光的隔离反激LED驱动器中的应用。
TNY286PG离线式开关IC采用P封装（塑封DIP-8C），封装无卤素且含铅量符合RoHS标准。基于TNY286PG设计的这款12W隔离反激电源，输入电压范围是190～265VAC（频率47～63Hz），输出电压和电流分别是24V、500mA。该电源是专门针对LED镇流器应用而设计的，也可以作为通用评估平台。
图1 P封装（塑封DIP-8C）的外形图
图2 基于TNY286PG设计的12W隔离反激电源的PCB图
图3是该12W隔离反激电源的电路图，以U1代表TNY286PG，U1的频率抖动特性能够确保电路的传导及辐射EMI符合Class B的限值要求。U1共有4个引脚，分别是漏极（D）引脚、源极（S）引脚、使能/欠压（EN/UV）引脚和旁路/多功能（BP/M）引脚。D引脚即功率MOSFET的漏极连接点，D1、VR1、R1和C3组成的箝位电路，能够限制MOSFET关断时的D引脚的峰值电压，还能提高轻载效率。
图3 基于TNY286PG设计的12W隔离反激电源的电路图
在稳定的工作状态下，偏置绕组可向U1的BP/M引脚提供电流。R4将电流送入BP/M引脚，抑制了内部的高压电流源（通常此高压电流源在内部MOSFET关断期间会为BP/M引脚的电容（C9）充电），从而减少了U1的热耗散，降低了整个负载条件下的功耗。电容C9有3个值可选，分别对应U1的3个电流限流点（即降低的、标准的、提高的），在该12W电源的设计电路中，用了一个10μF的电容作为C9，因此U1的电流限流点会升高。
通过BP/M引脚还可以实现输出电压保护（OVP）功能，当出现开环故障、偏置电压超过VR2的阈值时，流向BP/M引脚的电流会超过过电压关断阈值（约5.5mA），从而激活输出过压锁定关断保护，在新的周期中，R12和R13能够使该锁定关断保护复位。连接在EN/UV引脚上的R12和R13可监测直流输入电压，在每个AC输入半周期中，当没有电流流经R12和R13时，R15能够保证有充足的电流进入EN/UV引脚，从而确保欠压检测功能始终有效。
除了线电压欠压检测，EN/UV引脚还提供输入使能信号。在正常工作下，功率MOSFET的开关由此引脚控制。当从EN/UV引脚拉出的电流小于90μA时，MOSFET保持开启；当从EN/UV引脚拉出的电流超出阈值（在90μA到150μA之间取值，典型值约115μA）时，MOSFET将被关断。U1会检测EN/UV引脚来判定是否进入下一个开关周期，随着负载的减少，使能周期的数量也随之减少（通过跳过周期），从而降低有效的开关频率，根据负载情况减少开关损耗。因此能够在负载极轻时提供恒定的效率，满足能效标准的要求。
在轻载状态下，当U1的开关频率有可能进入音频范围内时，流限状态调节器以非连续方式降低流限。较低的电流限流值使开关频率保持在音频范围之上，降低变压器（尤其是浸漆变压器）的磁通密度从而减轻了音频噪音。
基于TNY286PG设计的12W隔离反激电源具有如下特征：
1、采用了EcoSmartTM技术，轻松满足全球所有能效标准（CECP（中国）、CEC、EPA、AGO、欧盟委员会制定的）
2、输入为230VAC时空载功耗低于100mW
3、工作效率高于80%
4、严格的I2f参数公差范围（-10%，+12%）降低了系统成本
（1）提高了MOSFET和变压器的输出功率
（2）降低了过载功率，从而减少了输出二极管和电容的成本
5、TinySwitch-4系列产品增强的安全性和可靠性
（1）精确（±5%）的迟滞热关断保护，可自动恢复，在所有情况下都能使PCB维持安全的温度
（2）自动重启动功能可应对短路及开环故障
（3）爬电距离大于3.2mm，在高湿度和高污染环境下也能可靠地工作
6、满足EN55022、EN55015和CISPR-22标准中Class B的传导EMI要求
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