Микросхема TNY264PN широко используется для построения компактных источников питания небольшой и средней мощности. Рассмотрим подробно ее характеристики и особенности применения.
Описание и характеристики TNY264PN
TNY264PN - это микросхема импульсного стабилизатора напряжения с максимальной выходной мощностью 11 Вт. Она интегрирует все необходимые функциональные узлы: высоковольтный транзистор, генератор, схему управления, защиты от перегрузки и т.д.
Основные технические характеристики TNY264PN:
- - входное напряжение: 90-265 В
- - выходное напряжение: до 40 В
- - выходной ток: до 0,3 А
- - КПД: до 80%
- - частота преобразования: 132 кГц
Благодаря встроенной схеме автоматического перезапуска, микросхема обладает повышенной надежностью. При перегрузке по току или коротком замыкании на выходе, она снижает мощность до безопасного уровня.
«Семейство TinySwitch-II значительно упрощает схему управления преобразователем и снижает генерацию шумов по сравнению с другими ИМС» - говорится в технической документации производителя.
TNY264PN может использоваться в различных импульсных источниках питания: зарядных устройствах, LED драйверах, вторичных блоках питания и т.д. Микросхема выпускается в стандартном пластиковом корпусе DIP-8 с рацстоянием между выводами 2,54 мм, что упрощает монтаж на печатной плате.
Стандартная схема включения
Ниже приведена типовая схема включения TNY264PN с гальванической развязкой с помощью оптопары:
Оптопара на оптроне 4N35 обеспечивает обратную связь для стабилизации выходного напряжения. Резисторы R2 и R3 задают коэффициент усиления в цепи ОС, конденсатор С3 - для компенсации ЭДС самоиндукции дросселя L1.
В качестве выпрямителя рекомендуется использовать диодный мост на ток не менее 1А. Дроссель L1 рассчитывается из условия накопления энергии, достаточной для бесперебойной работы схемы в паузах между импульсами.
Фильтрующие конденсаторы С1 и С2 подбираются исходя из допустимых пульсаций выходного напряжения. Номинал конденсатора С4 должен составлять не менее 0,1 мкФ.
Таким образом, стандартная схема включения TNY264PN довольно проста и надежна. Подбор элементов производится в соответствии с расчетом требуемых параметров конкретного преобразователя.
Схема без оптопары
Для удешевления конструкции можно реализовать вариант схемы без использования оптопары, заменив ее резистивным делителем напряжения:
Здесь делитель R1 и R2 цепи ОС работает непосредственно от выходного напряжения. Однако такая схема лишена гальванической развязки, что в ряде случаев является существенным недостатком.
Рекомендуемые компоненты
Для реализации схемы на TNY264PN рекомендуется использовать следующие компоненты:
- Выпрямительный мост: KBPC2510 или аналоги;
- Стабилитрон: КС133А;
- Дроссель: сердечник ETD34, 140 витков;
- Конденсатор С1: 22 мкФ 400В;
- Конденсатор С2: 100 нФ;
- Конденсатор С3: 120 нФ 400В;
- Резистор R1: 1 кОм;
- Резистор R2: 20 кОм;
- Резистор R3: 1 кОм.
При подборе оптрона желательно выбрать модели с минимальным током утечки, например: TLP521, IL300, CNY17.
Все элементы должны иметь необходимый запас по напряжению, току и мощности рассеивания.
Расчет контура обратной связи
Резисторы R1 и R2 определяют коэффициент обратной связи для стабилизации выходного напряжения. Их расчет выполняется по формуле:
В зависимости от желаемого выходного напряжения и параметров оптопары резисторы R1 и R2 могут лежать в диапазоне от 1 до 10 кОм.
Защита от перегрузок
Для защиты выхода ИП от перегрузки по току применяют два способа:
1. Токовая защита. Добавление в выходную цепь резистора малого номинала (0,1-1 Ом) и измерение падения напряжения на нем.
2. Ограничение выходной мощности. Задается дросселем обратной связи путем выбора его параметров.
Возможные аналоги TNY264PN
В случае отсутствия микросхемы TNY264PN ее можно заменить на совместимый аналог - KA7500C. Он имеет те же выводы, напряжение питания и рассеиваемую мощность 11 Вт.
Недостатком KA7500C является частота 100 кГц вместо 132 кГц у TNY264PN. Это приведет к увеличению габаритов дросселя и конденсаторов.
Подключение нагрузки к выходу
При подключении нагрузки необходимо учитывать максимально допустимые ток и мощность для конкретной микросхемы. Для TNY264PN это 0,3 А и 11 Вт соответственно.
Для жесткой фиксации тока нагрузки в допустимых пределах используют резисторы с малым сопротивлением, включаемые последовательно в цепь нагрузки.
Выбор трансформатора и расчет параметров
Для импульсных ИП на TNY264PN в качестве накопительного элемента используют дроссель, который играет роль трансформатора.
Его параметры рассчитывают исходя из мощности схемы, рабочей частоты и необходимого запаса энергии в паузах между импульсами. Обычно выбирают сердечник из феррита или железа с узким магнитным зазором.
Количество витков обмоток определяется по специальным программам в зависимости от сечения провода, частоты, индукции в сердечнике и требуемых напряжений на входе и выходе.
Тепловой расчет и выбор радиатора
При высоких токах нагрузки корпус микросхемы может нагреваться выше допустимого значения. Для отвода избыточной теплоты используют радиаторы.
Их размеры определяют, исходя из выделяемой мощности, температуры окружающей среды и допустимой температуры перегрева кристалла микросхемы.
Защита от электромагнитных помех
Для подавления электромагнитных импульсных и высокочастотных помех применяют следующие методы:
- - Экранирование элементов печатной платы и радиатора металлическим кожухом;
- - Установка фильтрующих конденсаторов и дросселей;
- - Использование изолированного монтажа высоковольтных цепей;
- - Заземление корпуса блока питания.
Правила монтажа компонентов
При монтаже схемы на печатной плате необходимо соблюдать следующие правила:
- Устанавливать элементы на максимально возможном расстоянии друг от друга;
- Разнести цепи разных напряжений и уровней сигналов;
- Выдерживать заданную полярность подключения компонентов;
- Припаивать выводы с обеих сторон платы для жесткой фиксации;
- Использовать качественный флюс и припой.
Особое внимание стоит уделить надежности контактов в высоковольтных цепях - моста выпрямителя и обмоток дросселя.
Поиск и устранение неисправностей
При отсутствии выходного напряжения необходимо проверить:
- Наличие напряжения питания на входе схемы;
- Исправность предохранителя в цепи питания;
- Отсутствие обрыва или короткого замыкания в обмотках дросселя;
- Работоспособность оптопары (протекание тока в цепи оптодиода).
При низком выходном напряжении проверяют корректность расчета и исправность элементов контура обратной связи.
