單片開關(guān)電源的應(yīng)用及發(fā)展

３ TinySwitch系列四端開關(guān)電源

TinySwitch是Power公司新推出的一種高效、小功率四端單片開關(guān)電源。因所構(gòu)成開關(guān)電源的體積很小，故稱TinySwitch微型開關(guān)系列。它比三端單片開關(guān)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(guān)電源或待機(jī)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(dāng)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(guān)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(guān)電源，比線性穩(wěn)壓電源大約可節(jié)電38%。

(3)采用開／關(guān)控制器來代替PWM對輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。開／關(guān)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(qiáng)。

(4)與TOPSwitch-II相比，它在電路設(shè)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(hù)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(guān)電路，也不加回路補(bǔ)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(yīng)用

該系列產(chǎn)品適合制作手機(jī)電池恒壓恒流充電器、IC卡付費電度表中的小型開關(guān)電源模塊，以及微機(jī)、彩電、攝錄像機(jī)等高檔家用電器中的待機(jī)電源。例如，目前生產(chǎn)的大屏幕彩電均具有待機(jī)功能，使用遙控器關(guān)閉電源之后，即進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。此時彩電中開關(guān)電源的功率開關(guān)管呈關(guān)斷狀態(tài)，改由待機(jī)電路繼續(xù)給CPU供電，使整機(jī)功耗降至最低。由TNY253P可構(gòu)成5V、1.3W的彩電待機(jī)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(jī)的5V、2A待機(jī)電源。由TNY254P構(gòu)成的+6.7V、3.6W手機(jī)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(guān)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(dǎo)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(guān)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(yīng)管（Sense FET）”的電流傳感式功率開關(guān)管，用它能無功率損耗地實時檢測漏極電流ID的大小，進(jìn)行過流保護(hù)。

(4)當(dāng)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(guān)的高頻濾波電路。這有助于進(jìn)一步簡化外圍電路，降低開關(guān)電源的成本。為滿足特殊應(yīng)用的需要，還可給開關(guān)電源增加軟啟動功能。

(5)電源效率高。由它構(gòu)成開關(guān)電源或電源模塊的效率可達(dá)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(dá)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(hù)溫度定為157℃（TOPSwitch-II僅為135℃）。

4.2 MC33370的應(yīng)用

MC33370系列可廣泛用于辦公自動化設(shè)備、儀器儀表、無線通信設(shè)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(yīng)用時，還可去掉高頻變壓器的反饋繞組及快恢復(fù)二極管、濾波電容，改用穩(wěn)壓管或雙極型晶體管、MOS管來進(jìn)行串聯(lián)調(diào)整。此外，利用這種芯片還能制作高壓步進(jìn)電源。