TNY264PN: схема включения, аналоги

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:

1. Наличие напряжения питания на входе схемы;
2. Исправность предохранителя в цепи питания;
3. Отсутствие обрыва или короткого замыкания в обмотках дросселя;
4. Работоспособность оптопары (протекание тока в цепи оптодиода).

При низком выходном напряжении проверяют корректность расчета и исправность элементов контура обратной связи.