PI再現產品佳作:TinySwitch-5打破“Tiny”邊界
在 2025 年 APEC 展會上,Power Integrations正式發布第五代TinySwitch系列產品——TinySwitch-5,這款集成離線式開關IC將經典反激式架構的輸出功率上限提升至175W,同時實現了高達92%的效率,標志著小功率電源設計進入新紀元。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/202503/468847.htmTinySwitch與TopSwitch是PI最重要的兩大初始產品系列,并且在全球累計銷量超過90億顆,而TinySwitch更是累計全球銷售超60億的明星產品。TinySwitch系列憑借EcoSmart?節能技術,已為全球節省超過200太瓦時電力。隨著技術的不斷更迭,TinySwitch-5的推出不僅延續了該系列簡潔易用的基因,更通過控制算法、散熱設計和保護功能的全面升級,為家電、工業控制、通信設備等領域提供了更具競爭力的電源解決方案。
功率、效率與可靠性的三重躍升
TinySwitch-5采用創新的控制引擎,通過動態調整開關頻率和功率輸出,在傳統反激式架構下實現了功率范圍的顯著擴展。通過優化PCB散熱設計或搭配金屬散熱片,部分型號甚至可支持190W以上的輸出功率,徹底打破了傳統小功率IC的功率限制。
TinySwitch-5的效率曲線在10%-100%負載范圍內保持高度穩定,滿載效率高達92%,輕載效率(10%負載)仍超過85%。這種“恒定高效”特性通過以下技術實現:
自適應頻率調整:控制引擎根據負載動態調節開關頻率,在輕載時降低頻率以減少開關損耗,重載時提升頻率以優化磁芯利用。
多級限流技術:通過智能調整初級MOSFET的限流點(ILIMIT),在輕載時降低限流至30%,重載時提升至100%,有效抑制音頻噪音并優化效率。
除此之外,TinySwitch-5集成了全面的保護功能,內置多重智能保護機制以保障系統可靠性。據介紹,輸入電壓保護通過欠壓(UV)和過壓(OV)鎖定技術,能在電網電壓劇烈波動時自動切斷輸入,確保設備安全運行;輸出端采用初級側精確檢測技術,可實時監測過流及過功率狀態,實現快速響應的過載保護;內置熱傳感器可動態監控芯片溫度,當超過閾值時自動關斷輸出;短路保護則通過打嗝模式限制短路電流,既避免器件損壞又能維持系統穩定性。這些保護功能協同工作,為電源系統提供全方位的安全屏障。
據了解,這次TinySwitch-5系列采用三種差異化封裝形式,分別針對不同散熱需求和功率等級進行優化。
eSOP-12(K封裝)通過PCB進行傳導散熱,無需額外散熱片即可滿足75W峰值功率需求。其緊湊的12引腳設計(如TNY5071K)適用于對體積敏感的家電控制板、小型適配器等場景,通過優化PCB布局即可實現高效散熱。
eDIP-12(V封裝)采用雙列直插式封裝,需配合金屬散熱片使用,在230VAC輸入下可支持22-60W持續輸出,峰值功率達75W。該封裝通過引腳與散熱片的直接接觸,提升了熱傳導效率,適合工業控制設備、通信電源等對可靠性要求較高的應用。
eSIP-7(E封裝)是專為高功率場景設計的7引腳單列直插封裝,搭配散熱片后在230VAC輸入下可實現105-175W的持續輸出,最高峰值功率達190W。其獨特的散熱結構設計可有效應對工業電源、LED照明驅動等高負載應用的散熱需求。
適用于家電領域的低能耗設計
TinySwitch-5的應用場景覆蓋多元化領域:在家電領域,其可作為洗衣機、微波爐、空調等設備的輔助電源,在待機狀態下僅需極低功耗即可維持設備的基礎功能。該系列延續了TinySwitch家族精簡的外圍電路設計理念,通過高度集成控制器、驅動器、功率開關及保護電路,大幅減少外部元件數量。
針對家電待機能耗問題,TinySwitch-5通過三重技術創新實現行業領先的能效表現:其自適應頻率調整技術可在輕載時將開關頻率降低至音頻范圍外,減少損耗的同時避免噪音干擾;多級限流技術使初級MOSFET的限流點隨負載動態調整(輕載時僅30%滿載限流),有效優化能量傳輸效率。
歐盟2025年實施的ErP指令2009/125/EC將待機功耗限值收緊至300mW,同時要求設備在待機狀態下仍需維持基礎功能(如WiFi連接、顯示待機)。TinySwitch-5通過優化控制算法,在300mW輸入功率下可提供高達220mW的輸出功率,既滿足法規要求,又為終端設備保留了更多待機功能。
數據顯示,家電和消費電子產品在待機模式下的能耗占比往往超過總能耗的40%。TinySwitch-5的高效特性可將典型設備的年耗電量降低30%以上。以LCD顯示器為例,傳統方案年總能耗為96.7kWh,而TinySwitch-5方案僅為61.3kWh。這種節能優勢不僅符合全球碳中和目標,更能為企業降低長期運營成本。
寫在最后
TinySwitch-5的發布不僅是技術創新的體現,更是對市場需求的精準響應。它通過功率、效率和可靠性的全面突破,為工程師提供了更靈活、更節能的設計工具,同時幫助企業應對日益嚴苛的能效法規。作為Power Integrations EcoSmart技術的最新成果,TinySwitch-5正推動電源行業向更高效率、更低能耗的方向邁進,為全球可持續發展貢獻力量。
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