【应用】基于TNY274PN设计的1.25W反激式转换器，最大输入电压下的空载功耗小于100mW

时间： 2019-01-07 来源：Power Integrations

技术问答

TinySwitch-III是Power Integrations（简称PI）公司推出的高效率离线式开关IC，灵活性高，功率范围大，本文主要介绍TinySwitch-III的TNY274PN在1.25W反激式转换器中的应用。

图1是使用TNY274PN离线式开关IC设计的反激式转换器的电路图，该电源的输入交流电压低，为18V～30V，电流为250mA时的输出直流电压为5V，可用作工业控制的辅助电源。D1、D2、C1和C2组成输入倍压器（格赖纳赫倍压电路），对AC电源进行整流和翻倍。C1、C2和C3的值较大，能够保证最小的DC总线电压在50 V（确保启动及功能正常的最小漏极电压）以上。TinySwitch-III（在图1中用U1表示）采用开/关控制，提供了一个非常简单的反馈方案和极快速的动态响应。

图1 使用TNY274PN设计的1.25W反激式转换器的电路图

U1内的控制器通过光耦U2接收次级侧的反馈，以接通或关断MOSFET开关，从而调整输出。流经U2的LED的电流可代表输出电压，并从使能/欠压（EN/UV）引脚拉出一个与之成正比的电流。一旦流出EN/UV引脚的电流超过阈值电流（115 μA），下一个开关周期就会被跳过。直到该电流低于阈值电流，开关周期才会重新使能。为提高轻载效率，需要用到一个偏置绕组。该偏置绕组可抑制内部高电压电流源（通常由漏极引脚供给芯片），从而降低功耗。二极管DX1和电容CX1维持偏置绕组电压，电阻RX1能使芯片电源的充电电流进入旁路/多功能（BP/M）引脚，在空载时抑制内部电流源。

图2 使用TNY274PN设计的1.25W反激式转换器的效率—AC输入电压曲线

二极管D4对T1的输出进行整流，用一个等效串联电阻很小的电容作为C7，可减小输出电压纹波。L2和C8组成输出滤波器，使高频开关噪声衰减。输出电压由VR1、R5和U2的LED三者的电压和决定，可以通过调整R5和R6的值来调整电源的输出电压，用一个TL431电压参考电路代替VR1，能够实现更严格的输出电压调整。

图3 使用TNY274PN设计的1.25W反激式转换器的空载输入功耗曲线

设计要点：

1、在PIXls数据表中，交流输入电压的值应为输入电压的两倍，以表示电压倍增输入

2、在箝位电路中，要选择一个慢速阻断二极管作为D3，使用能保证反向恢复时间不超过2μs的玻璃钝化（GP）二极管即可。如果没有GP二极管，可使用如FR107的快速二极管代替，所选择的这些二极管可重新利用部分箝位能量，以提高空载效率

3、C4、R3和R4组成缓冲器，为了最大限度地回收漏感能量，在维持峰值漏极电压低于650V的同时要尽量提高R3的值

4、设计偏置绕组电路，在空载时为BP引脚提供约600μA的电流

5、为了提高效率，应设计一个反射电压较高的变压器，但该反射电压值不能高于DC总线电压的最小值

电阻R1和R2是电压平衡电阻，可补偿电解电容C1和C2的公差

表1 变压器参数

设计亮点：

1、输入电压低（18VAC～30VAC）

2、能源效率高，为65%；空载功耗极低，输入为30VAC时小于100mW

3、自动重启动功能可承受输出短路的情况

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