PI开关电源电路设计.doc

PI开关电源设计指引

〔发布日期：2011-11〕

范围

本标准描述了开关电源电路硬件控制的实现方法，一般开关电源电路设计者在使用不同型号的开关电源控制IC及不同的开关电源电路方案时可以此为参考，更快、更好地完成特定功能的硬件设计。希望本标准能对硬件可靠性的提升有所帮助。

本标准适用于PI开关电源电路的设计。

标准性引用文件

以下文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。但凡注日期的引用文件，其随后所有的修改单〔不包括勘误的内容〕或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。但凡不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T7725房间空气调节器

GB/T15184按能力批准评定质量的电子设备用开关电源变压器分标准

GB/T14714微小型计算机系统设备用开关电源通用技术条件

QMK-J33.242开关变压器设计指引

硬件接口定义及相关原理图

控制芯片型号——TinySwitch-III系列离线开关IC(TNY276~TNY279)；

管脚功能说明如下：

EN/UV脚：输入使能信号和输入线电压欠压检测。

1、EN功能：在正常工作时，通过此引脚可以控制功率MOSFET的开关，当从此引脚拉出的电流大于115μA，MOSFET被关断。当此引脚拉出的电流小于75μA时，MOSFET重新开启。

2、UV功能：在EN/UV引脚和DC电压间连接一个外部电阻可以用来感测输入电压的欠压情况。如果没有外部电阻连接到此引脚，TinySwitch-III可检测出这情况并禁止输入电压欠压保护功能。

BP/M脚：旁路/多功能控制脚。

1、旁路：一个外部旁路电容连接到这个引脚，用于生成内部5.85V的供电电源。

2、外部限流点设定：根据所使用电容的容值选择电流限流值。

3、关断功能：在输入掉电时，当流入旁路引脚的电流超过ISD时关断器件，直到BP/M电压下降到4.9V之下。还可将一个稳压管从BP/M引脚连接到偏置绕组供电端实现输出过压保护。

D脚：旁路电容充电引脚，同时也是内部功率MOSEFT的漏极〔D极〕。

S脚：内置功率MOSEFT的源极〔S极〕，同时也是开关电源控制电路的参考点。

3.3参考设计原理图

本设计电路为双路输出，17V/100mA，12V/1.1A。17V输出与初级侧共参考地，12V为次级侧，与初级侧平安隔离。

电源IC的供电有两种方式，一种是由IC内部直接供电，在每次MOSFET关断时，内部稳压器会从漏极电压吸收电流，向旁路电容充电；另外可以由外部辅助绕组供电，供电的电流需要大于IC的漏极供电电流，本设计为了提供待机效率，采用了辅助绕组供电方式。

12V输出作为稳压取样回路，该回来电压稳定度最高，可以到达±2%，17V稳定度那么次之。

各元器件在电路中的作用

4.1、使用TinySwitch-III(TNY279)的2路输出15W开关电源电路如上图所示。其中12V作为主输出，17V作为辅助输出。交流输入宽范围为：85～264V，总输出功率15W。

4.2、IC601：电源控制IC，是开关电源的核心器件，TinySwitch-III提供了TNY274~TNY280共7个不同功率的型号，可以根据不同的使用条件选择不同型号，选型表如下：

4.3、D601、R601、C601构成DRC吸收回路，将漏极的漏感关断电压控制在平安范围，D选用快速二极管或超快速二极管，R选用68~330kΩ/2W金属氧化膜电阻，C选用1kV/222高压瓷片电容/薄膜电容。

4.4、R603用于限制外部供电电流，为了提高电源的效率，IC可选择外部供电方式，供电电流Ibp由下等式计算：

Ibp=〔VCC-5.85V〕/R603

注：VCC：供电绕组电压，5.85V为BP/M引脚内部稳压源的稳压值。

供电电流Ibp需要满足以下要求：

1、为了保证IC不从漏极吸收电流，Ibp要大于漏极供电电流，漏极供电电流如下表所示：

2、需要保证在Ibp在最恶劣情况需要小于BP/M脚关断电流：4mA。否那么IC将会关断，直到BP/M脚电压下降到4.9V以下才能恢复。

4.5、C606作为IC内部电源退耦和储存能量电容，同时也作为限流点的选择。0.1μF的电容即可实现标准的电流限流值；1μF电容将选择一个与相邻更小型号相同的流限值，10μF电容将选择一个与相邻更大型号相同的流限值〔TNY274的没有提高流限的能力，TNY280更高流限值通常设定在850mA〕。

4.6、IC603光电耦合器将初级和次级