【例1-18】 3W/5V输出开关电源电路

图1-20所示电路为采用TNY280PN器件的降低限流点应用电路，电路在5V/600mA输出时，具有超宽的输入电压范围(18～265V AC)，该电路具有极高能效（效率为65%）、极低的空载功耗（在230V AC交流输入时小于200mW），符合CISPR-22/EN55022B对EMI限制的要求，EMI裕量大于10dBμV，浮动电流源向BP/M引脚提供电流，自动重启动功能允许无限制的短路输出。

AC输入由VD1进行整流，经电容C1和C2滤波，为反激式电源提供高压直流。电感L1放置在C1和C2之间，构成了一个π型滤波器，用于降低差模传导EMI。在变压器的初级和次级绕组之间使用了Y电容C8，用来降低共模噪声。数据手册中注明的用于确保U1正常启动和工作的最小漏极电压限值为50V。但是，如果通过外部电源向旁路引脚馈电，芯片可接受外部供电，即使在较低的输入电压下也可启动和工作。由VT1、VT2、VR2、VD2、VD4、R4、R5和R6构成的启动电路是一个浮动恒流源，它能够在整个输入电压范围内为器件的BP/M引脚提供约为600μA的恒流。

图1-20 3W/5V输出开关电源电路

该电路源自基本的单晶体管电流源，它采用一个齐纳二极管(VR2)，为VT2(NPN)的基极引出端设定参考电压，并以此给R5两端一个固定电压，从而设定恒流值。然而，由于输入电压的范围很宽，参考齐纳二极管的偏置电流在很大范围内变化，这将导致功率耗散增加并使编程的恒流发生偏移，需要由其他的电流源（由VT1(PNP)与R4形成）提供偏置电流。将VBE的恒压强加于R4，这将在整个工作范围内固定流入参考齐纳二极管的偏置电流。VT2在较低输入电压下提供恒流，而VT1则在较高的输入电压下提供恒流。输入电压达到大约50V DC时，VT2将提供恒流。输入电压超过50V DC时，经过VT2的电流将线性降低，而经过VT1的电流则呈线性增加。输入电压达到最大值375V DC时，主要由VT1提供恒流。

TinySwitch-Ⅲ(U1)器件采用开/关控制，提供了非常简单的反馈方式和非常快速的动态响应功能。U1中的控制器通过光电耦合器U2接收来自次级的反馈，这样可以使能或禁止MOSFET的开关，以维持输出电压的稳定。流经U2A内LED的电流代表输出电压。与LED电流成比例的电流从EN/UV脚被拉出。一旦电流超过EN/UV引脚的关断阈值电流(115μA)，将跳过开关周期。当EN/UV引脚流出的电流低于关断阈值电流时，开关周期将重新使能。

在高电压和最大过载条件下的最大漏极电压小于650V，可根据需要调整R1和C3的值。然而要避免钳位电路消耗过大（如R1的值较低，而C3的值较高），否则将导致空载功耗增加。

将慢速阻断二极管VD5与一个100Ω电阻串联使用，为确保反向恢复时间不超过2μs，应使用玻璃钝化(GP)类型的二极管。如果没有玻璃钝化类型的二极管，可以选用如FR107类的快速二极管代替，选择这类二极管可利用部分钳位能量以提高空载效率。由于电源输入电压范围宽，因此初级电感量必须足够低，避免过度的电流连续。但是，低电感量会导致265V AC下的di/dt值过大，并会因限流延迟时间的影响而造成漏极电流过冲。数据手册中规定的TNY280PN器件的绝对最大电流为1.36A，从而留有充足的安全裕量。根据式I=(VR2)/R5，R5与VR2共同决定了恒流值(600μA)。