Источник питания для бытового применения на микросхеме TNY278PN

Cпецификация

• Входное напряжение: 85-265 В AC
• Выходное напряжение: 12 В
• Выходной ток: 1 А
• Применение: Бытовой источник питания
• Диапазон рабочих температур: 0 .. 50 C

Преимущества дизайна

1. Система энергосбережения EcoSmart - удовлетворяет всем существующим стандартам энергопотребления.
2. Номинал конденсатора на выводе BP/M определяет ограничение тока через MOSFET, что дает возможность для более гибкого проектирования.
3. Соответствует стандартам EN550022 b CISPR-22 класс B.
4. Соответствует стандарту IEC61000-4-5 класс 3.

Схема источника питания

нажмите для увеличения

Работа

Переменное напряжение со входа выпрямляется диодами D1-D4. Конденсаторы С1 и С2 фильтруют выпрямленное напряжеие. Дроссель L1 вместе с конденсаторами С1 и С2 формируют П-образный фильтр для подавления дифференциальной помехи со входа.

Микросхема TNY278P (U1) включает в себя генератор, контроллер, цепи запуска и защиты, а также мощный MOSFET транзистор.

Один контакт первичной обмотки силового трансформатора T1 подключен к положительному контакту конденсатора С2, когда как другой контакт этой обмотки подключен на пин DRAIN микросхемы U1. При начале рабочего цикла - контроллер отпирает MOSFET транзистор, через обмотку начинает расти ток, запасая энергию в сердечнике трансформатора. Когда ток достигает порогового значения, контроллер запирает MOSFET. Благодаря фазировке обмоток и полярности выпрямительного диода, запасенная в сердечнике энергия через выходной диод переходит в выходной конденсатор. При выключении MOSFET транзистора индукция рассеяния трансформатора провоцирует бросок тока через транзистор. Амплитуда этого броска лимитируется цепью RCD, состоящей из D5, C4 и R2. Резистор R2 ограничивает обратный ток через D5 в момент отпирания MOSFET транзистора.Это позволяет использовать в качестве диода D5 дешевый низкоскоростной диод.

Использую релейный метод управления (вкл/выкл) - U1 пропускае рабочие циклы для управления выходным напряжением на основе сигнала обратной связи на пин EN/UV. Перед тем, как запустить очередной рабочий цикл - микросхема проверяет сигнал на пине EN/UV и принимает решение будет сделан рабочий цикл или нет. Если ток через пин EN/UV меньше 115 uA, следующий рабочий цикл начинается и заказнчивается, когда ток через MOSFET достигает порога ограничения тока. Порог ограничения тока устанавливает контроллер, взависимости от мощности, потребляемой нагрузкой. При снижении потребления тока нагрузкой, соответственно падает порог ограничения.Это гарантирует то, что в любом случае при любой нагрузке рабочая частота будет находиться выше звукового диапазона. Кроме этого, если трансформатор при изготовлении пропитывается лаком, то звуковой шум практически исчезает.

Диод D7 выпрямляет выход трансформатора T1. Пульсации выходного напряжения сведены к минимуму благодаря использованию Low ESR конденсатора С10. Высокочастотные шумы подавляются фильтром L2 C11.

Уровень выходного напяжения определяется напряжением на диоде Зенера VR3, R6 и светодиодом оптопары U2. Величина резистора R4 рассчитывается исходя из условий тока через VR3 на уровне 0,5 mA. Резистор R6 ограничивает максимальный ток во время изменения нагрузки. Номиналы R4 и R6 могут быть незначительно изменены для точной подстройки порога выходного напряжения. Когда выходное напряжение превышает выходной порог, светодиод U2 начинает светить, При этом на первичной стороне, фототранзистор U2 открывается и замыкает ток EN/UV на землю. Как говорилось ранее, перед каждым циклом микросхема проверяет уровень тока EN/UV. Если он больше 115 uA - соответственно следующий рабочий цикл пропускается. При таком варьировании рабочих циклов величина выходного наряжения поддерживается на требуемом уровне с хорошей точностью. Если требуется большая точность в установке выходного напряжения, вместо VR1 можно использовать микросхему TL431.

Входной Пи фильтр - С1, L1 и C2 снижает уровень дифференциальной помехи. Специальная технология намотки трансформатора (E-Shield) используется, чтобы подавить синфазную помеху. Резистор R2 и конденсатор С4 подавляют высокочастотный "звон" в момент, когда силовой транзистор запирается. Если рассмотреть все вышеописанное и прибавить к этому функцию помехоподавления frequency jitter, то мы получим великолепный характеристики ЭМИ.

Применив микросхему семейства TinySwitch-III, мы имеем возможность устанавливать необходимый нам уровень тока через силовой транзистор микросхемы U1. Это делается варьированием номинала конденсатора на пине BP/M (для более полной информации необходимо ознакомиться с документом Datasheet на конкретную микросхему).

• При установке конденсатора номиналом 0.1 uF - выбирается стандартный уровень ограничения тока микросхемы. Применяется для обычных мощностей в закрытом адаптере.
• При установке конденсатора номиналом 1 uF - уровень ограничения тока понижается, что в свою очередь понижает потери и повышает КПД.
• При установке конденсатора номиналом 10 uF - уровень ограничения тока повышается, что увеличивает мощностные характеристики микросхемы (Рекомендуется для применения при открытом корпусном исполнении, либо в закрытом, но если нагрузка источника краткосрочна).

Г. Бандура
Макро Групп