具有过压锁存和过热关断保护功能的10W便携式音频播放器适配器设计方案：TinySwitch-III系列反激式电源IC
本文讲述Power Intagrations推出的TinySwitch-III系列反激式电源IC TNY278PN在具有过压锁存和过热关断保护功能的10 W便携式音频播放器适配器。输入电压为90 – 265 VAC，输出电压为5 V ±5%，采用反激式拓扑结构。
设计特色
·通用输入电压范围 — 单一设计，全球适用
·极高效率
·符合CEC／能源之星2008对带载效率的要求 （要求为70.7%，可达到72.5%）
·空载时低输入功率 （在230 VAC交流输入时< 200 mW）
·充足的EMI裕量
·符合CISPR-22/EN55022B的EMI限制，EMI裕量>10 dBmV
·>30 MHz以后的传导扫描结果显示辐射很好
·增强保护功能
·过压锁存保护(OVP)
·过热锁存保护(OTP)
图1中所示的反激式电源使用了TNY278PN (U1)，在90-265 VAC 交流输入下的输出为5 V/2 A。此类应用包括便携式音频播放器、 USB充电器以及需要使用5 V输出电压的设备。
选择使用参考IC的光耦器反馈来实现准确、严格的输出稳压。 反馈信号馈入U1的EN/UV引脚。IC U1使用开／关控制来调节使能 与禁止开关周期的比率，从而达到调节输出电压的目的。这也可 以使转换器的效率和负载的关系特性得到优化，如图2所示提供 一个平坦的特性，是满足带载能效要求的理想选择。
U1的锁存关断特性可以提供输出过压保护。一旦因元件故障而 造成反馈环路开环时，会使输出电压升高，从而影响到C20上的偏置绕组输出电压。一旦超过VR1和BP/M引脚电压的总额 定值（约为12.5 V），电流便会流入BP/M引脚。当此电流超过 6.5 mA时，将触发锁存关断电路。断开交流输入后，MOSFET开 关将被禁止，直到BP/M引脚电容(C4)放电到4.8 V以下。
图1. 使用TNY278PN的10 W适配器电路图
除了U1集成的142 °C热关断电路外，Q1、C5、RT1和R6还可以 提供单独的内部环境温度过高保护。随着RT1温度的升高以及由 此引起的电阻增大，Q1门极的电压也将升高。一旦超过门极电压 及电流阈值，Q1便会导通，这样将下拉U1的BP引脚并禁止 开关。Q1的维持电流由U1的内部电流源提供，该电流源通常在启 动时为C4充电。要进行复位，必须断开交流输入，以使流经 Q1的电流下降到指定的维持电流水平之下。
设计要点
·D6要选择一个快速二极管而非超快速二极管，通过恢复漏感能 量来提高效率。如果没有玻璃钝化类型的二极管(1N4007GP)， 可以使用FR107。
·为了防止空载功耗增加或误触发OVP，应仅在输出电压超出标 准稳压范围时选择VR1进行导通。
·应选择低门极电流和低维持电流的Q1器件。
·U1的可选电流限流点允许对电流限流点和器件大小进行优化， 以适应环境温度。例如，在开放式架构应用中，将C4从 0.1 mF更改为10 mF后就可以使用TNY277PN器件。
图2. 效率随输入电压的变化
图 3. 最差情况下的传导EMI。超过30 MHz的区域表示辐射EMI性能良好 （在230 VAC交流输入电压下测量，输出RTN连接到LISN的假手输入）
表1. 变压器结构信息（T.I.W. = 三层绝缘线，NC = 无连接）
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现货市场
品牌：PI
品类：Energy Efficient, High-Power Off-Line Switcher with Accurate Primary-Side Regulation (PSR)
价格：￥6.6060
现货：3,840
品牌：PI
品类：Energy Efficient, High-Power Off-Line Switcher with Accurate Primary-Side Regulation (PSR)
价格：￥3.2612
现货：3,840
品牌：PI
品类：Energy Efficient, High-Power Off-Line Switcher with Accurate Primary-Side Regulation (PSR)
价格：￥4.0974
现货：3,840
品牌：PI
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品牌：PI
品类：Energy Efficient, High-Power Off-Line Switcher with Accurate Primary-Side Regulation (PSR)
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服务
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实验室地址： 深圳 提交需求>
使用FloTHERM和Smart CFD软件，提供前期热仿真模拟、结构设计调整建议、中期样品测试和后期生产供应的一站式服务，热仿真技术团队专业指导。
实验室地址： 深圳 提交需求>
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授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
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