Tiny Switch特性及其应用

摘要：介绍应用于小功率开关电源的控制器件—TinySwitch的特点，并讨论在待机电源和充电

器中的应用。

Abstract: The characteristics of Tiny switch which is used in low power switch mode power supply are introduced in this paper, and applications of Tiny Switch in stand－ by power Supply and Charger are dwelled on.

关键词：逐周电流限制跳周期

Keywords:Cycle by cycle current limited， Jump cycle

1引言

　　中大功率开关电源在市场上占有较大份额，然而小功率开关电源在很多场合，例如在待机电源中是必不可少的。TinySwitch特别适用于为用户提供10W以下的隔离型开关电源。

　　十多年以前以为用UC3842和MOSFET制作的分离元件开关电源，线路已较为简单，但与其相比，TopSwitch制作的开关电源电路更加简单。由于它们同样是采用固定频率PWM方式，其开关损耗几乎与负载无关，导致轻载时电源效率明显降低。而采用TinySwitch除电路非常简单外，同时还具有高效率、低成本的显著特点。

2TinySwitch（253/254/255系列）简介

　　TinySwitch把控制IC和功率MOSFET集成在一起，实际上只需四个功能引脚。

　　（1）TinySwitch各引脚功能

　　S漏极（D）:功率MOSFET漏极，为起动和稳态工作提供工作电流。

　　S旁路（BP）：内接5.8V稳压器，外接滤波电容。正常工作时，旁路电容在TinySwitch中MOSFET导通期间为控制电路提供能量。

　　S使能（EN）：功率MOSFET是否导通控制端。正常工作情况，EN端为高电平时，MOSFET导通；EN端为低电平时，MOSFET关断。

　　S源极（S）：功率MOSFET源极。

　　（2）TinySwitch器件的突出特点

S内置芯片供电电源，省去外加辅助电源，可使输出电压不影响电路工作。

　　S控制方式采用逐周电流限制方式，可减小电流纹波。“跳周期”的工作方式通过改变有效的工作频率，使开关损耗与负载呈线性比例，从而使不同负载情况下，电源均具有较高效率。

　　S内置过热保护电路之超温闭锁功能，确保开关电源安全工作。

图1功能框图

3TinySwitch的特性

　　(1)TinySwitch控制方式

　　TinySwitch功能框图如图1所示。

　　芯片正常工作时，TinySwitch内部振荡器周期性起动MOSFET，每个周期内，由限流电路检测MOSFET的电流，并将其与门限值比较，当其超过门限(ILIMIT）时，功率MOSFET在此周期剩余时间内关断。也就是说，当TinySwitch正常工作时，由限流电路对MOSFET进行逐周电流限制，以决定功率MOSFET在每个周期内的最大导通时间（tmax）。需要注意的问题是：MOSFET的电流是否会在tmax时间内达到门限（ILIMIT）呢？这一点只要在电源设计时，选择的TinySwitch器件在最低的输入电压时满足功率要求，经计算得出的变压器初级电感便可使电流在tmax限制时间内逐渐升至门限值（ILIMIT）。

　　TinySwitch内部限流电路的门限值（ILIMIT）为常

（a）TinySwitch重负载工作

（b）TinySwitch中负载工作