[TinySwitch-II 設計計算] 與 [TinySwitch-III 設計計算]
TinySwitch-II 設計計算是假設在最差條件下的工作情形。 假設在最小工作電壓 (VMIN)、最小限電流 (ILIMITMIN) 以及最小切換頻率 (FSMIN 減去最大抖動) 下工作。 產生的波形參數計算 (KP) 是假設完整功率輸送，並根據效率 (N) 與 Z 係數 (Z) 的估計值。 如同 TOPSwitch-GX 設計，效率與 Z 係數是定義在最小工作電壓。
如果採用 TinySwitch-II 具有最小限電流 (ILIMITMIN) 與最小切換頻率時 (FSMIN)，儲存於同等變壓器中的能量最小。 如圖 2 所示。變壓器中儲存的能量等於汲源極間電流 (IDS) 波形乘以變壓器一次側繞組間的電壓 (即大容量輸入電壓) 下的灰色陰影區域。 此區域標示為 ESTORED。 這些波形顯示穩定狀態條件下的連續 (上方) 和非連續 (下方) 工作。 實際的測量結果在週期跳離模式中有所不同 (請參閱 TinySwitch-II 工作原理)。
圖 2. TinySwitch-II 汲源極間穩態的電流波形。
變壓器可提供的功率等於儲存能量除以總切換期間 (以秒為單位) (即 PSTORED = ESTORED / T，單位為瓦特，而 T = 1/FSMIN，單位為秒)。 切換期間 (T) 顯示為 1/FSMIN。 功率等於我們所熟悉的：
PTF = ½ * LPmin * (ILIMITMIN^2 - IINIT^2) * FSMIN。
導通週期在達到最大限電流 (ILIMITMAX) 時停止會提供額外的儲存能量。 此額外的能量等於圖 2 中顯示於 IDS 曲線下方的其他非陰影區域。因此，在最大限電流下工作會對每個週期提供額外的能量。 為了維持調節， TinySwitch-II會停用後續的導通週期 (降低有效的切換頻率或週期跳離和/或利用狀態機轉換來降低限電流 (請參閱 TinySwitch-II 工作原理)。 過載能量 (又稱 過載功率) 的數量與 TinySwitch-II 裝置特性有關。 這些參數會因所提供的已發佈裝置公差而有所不同 (請參閱 TNY264-268 產品規格型錄)。
過載功率的進一步偏差是因為變壓器一次側電感公差 (LPMIN)，其會設定汲極電流曲線的斜率 (請參閱圖 2)。 所顯示的已計算電感表示，為了確保 TinySwitch-II 裝置在最差條件下的功率輸送所需的最小值。 一次側電感公差最高可達 +/-20%，通常為 +/-10%，這取決於變壓器的製造情況。 [設計結果] 表單顯示所需的一次側電感 (LPmin)，以及最差條件下的 TinySwitch-II 裝置特性。設計人員必須向變壓器供應商諮詢，以決定標準一次側電感和可接受的設計公差。
如先前所討論， KP 是 TinySwitch-II 裝置系列中的算出值。 此計算根據裝置的最小限電流與穩態工作週期 (DMAX)。 圖 2 顯示連續模式 (KP<1) 工作與不連續模式 (KP>=1) 工作。 連續模式發生在初始電流 (顯示為 IINIT) 大於零的情況。 當 KP 低於允許限制時，PI Expert 便會產生相對應的警告訊息。
為了在使用最差條件的變壓器設計下，能夠產生可接受的工作，在下列的計算中會假設最大限電流 (ILIMITMAX)。 這些計算假設在已降低有效切換頻率 (週期跳離) 情況下工作：
最大磁通密度 (BM)
AC 磁通密度 (BAC)
TinySwitch-III 設計計算的方式與 TinySwitch-II 設計計算的方式非常相似。不過，因為 TinySwitch-III 嚴格的 I2F 公差，在進行所有與最小限電流或最小切換頻率相關的計算時，實際上都使用 I2F 公差所提供的最差條件下的限電流或切換頻率。這表示因為裝置的嚴格公差，電源供應器的所需整體設計邊緣會更小。
例如，假設某個零件具有最低的指定切換頻率，則其必定沒有最低的指定限電流。相反的，該零件將具有較高的限電流，以保證最小的指定 I2F 乘積。我們將使用 TNY274P 做為工作範例。
如同產品規格型錄上所指定，使用一般的限電流與一般的切換頻率計算出 I2F 乘積。
ILIMIT_TYP= 250 mA
FTYP= 132 kHz
使用產品規格型錄上指定的最小 I2F 乘數 0.9，將得出︰
I2FMIN = 0.9 * ILIMIT_TYP2*FTYP = 7.425 A2 * kHz
因此，若要使用產品規格型錄上指定的不包含抖動的最小切換頻率計算出最差的限電流：
FMIN = 124 kHz
ILIM@FMIN = [ (7.425 A2 * kHz) / ( 124 kHz ) ] 1/2 = 0.245 mA
這表示，使用產品規格型錄中的最小切換頻率 124 kHz 工作的零件，其限電流不會小於 0.245 mA。
反之，您也可以發現，若零件具有最小限電流，其切換頻率 FS@ILIMIN 必定高於產品規格型錄中指定的最小切換頻率：
ILIMMIN = 230 mA
則此零件的最差切換頻率 (包含抖動) 可能為：
FS@ILIMIN = [ (7.425 A2 * kHz) / ( 230 mA2 ) ] - 4 kHz = 136 kHz
軟體也會將最差條件下的抖動考慮在內，以確保可輸出指定的功率。
總之，裝置上的 I2F 公差可透過減小確保功率輸送以及所有元件在其安全限制下工作所需的總體設計邊緣，進而降低系統成本。