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單片開關(guān)電源VIPER53原理 1．概述 單片集成開關(guān)電源 VIPer53是 ST 意法半導(dǎo)體VIPower家族中新推出的又一性價(jià)比極強(qiáng)的電源芯片。該器件內(nèi)部集成了專用電流型 PWM控制器和一個(gè)采用多晶胞網(wǎng)格（Mdmesh）工藝的高壓功率場效應(yīng)管（MOSFET）。同時(shí)此芯片還含有 10~300kHz外部可調(diào)頻率的振蕩器、高壓起動電流源、帶隙基準(zhǔn)、用于環(huán)路補(bǔ)償?shù)牟⒙?lián)調(diào)整器、誤差放大器及輸入過壓、輸入欠壓、過流、過溫保護(hù)等電路。與同等級的芯片的相比，除了具有各種完善的保護(hù)功能外，最具有特點(diǎn)的就是符合“藍(lán)天使”和“能源之星”的待機(jī)功能。 
2．基本性能特點(diǎn) VIPer53有直插和貼片兩種封裝形式： VIPer53DIP（DIP-8）、VIPer53SP（PowerSO-10）； 它們的功率等級分別為 50W和 65W。 VIPer53的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。 其管腳功能如下：電源腳（VDD）：提供給芯片內(nèi)部全部控制電路的電源，同時(shí)它與內(nèi)部漏極（ DRAIN）高壓電流源相聯(lián)。此引腳電壓的可用范圍可以從 8.4V擴(kuò)展到 18V。源極（SOURCE）：功率 MOSFET的源極與電路的原邊功率地。漏極（DRAIN）： 功率 MOSFET的漏極，同時(shí)也用于給內(nèi)部高壓電流源充電。最高耐壓650V。補(bǔ)償腳（ COMP）：電流方式結(jié)構(gòu)輸入和內(nèi)部誤差放大器輸出。通過補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)來調(diào)節(jié)開關(guān)電源的動態(tài)響應(yīng)特性。工作電壓范圍從 0.5V~4.5V。過載延時(shí)保護(hù)（TOVL）：通過外部擴(kuò)展電容的容值大小來設(shè)定過載保護(hù)延時(shí)點(diǎn)。振蕩腳（OSC）：通過外部擴(kuò)展阻容網(wǎng)絡(luò)值來設(shè)定電源工作頻率，設(shè)定工作頻率范圍從10k~300kHz。 3．基本工作原理 1）正常工作模式 當(dāng)輸入電壓在芯片的漏極（ DRAIN）建立起來以后，同時(shí) VIPer53通過內(nèi)部高壓電流源對電源（ VDD）進(jìn)行充電。當(dāng)內(nèi)部電源電壓超過開啟域值電壓 11.5V時(shí)，滯回比較器開始工作，并關(guān)斷內(nèi)部高壓電流源，同時(shí)也給 RS觸發(fā)器送一個(gè)工作信號。在場應(yīng)管（MOSFET）打開后進(jìn)行第一個(gè)周期的磁轉(zhuǎn)換，如果關(guān)開電源其它信號正常，輔助繞組將給電源（VDD）側(cè)的電容充電，直至電容中儲存的能量足以維持 VIPer53芯片的最低功耗，此時(shí)開關(guān)電源進(jìn)入正常工作模式。 2）過壓保護(hù)模式 電源（VDD）電壓高于內(nèi)部 18V電壓基準(zhǔn)時(shí)，過壓比較器會送一個(gè)過壓關(guān)斷的停止工作信號給 RS觸發(fā)器，開關(guān)電源進(jìn)入過壓保護(hù)模式。 3）欠壓保護(hù)模式 電源（VDD）電壓低于內(nèi)部 8.4V電壓基準(zhǔn)時(shí)，欠壓比較器會送一個(gè)欠壓關(guān)斷的停止工作信號給 RS觸發(fā)器，開關(guān)電源進(jìn)入欠壓保護(hù)模式。 4）過載保護(hù)模式 當(dāng)通過外部反饋?zhàn)饔糜谘a(bǔ)償腳（ COMP），當(dāng)電壓高于 4.35V時(shí)，過載保護(hù)將被觸發(fā)。而擴(kuò)展于過載延時(shí)保護(hù)（ TOVL）的電容中儲存的能量通過內(nèi)部的開關(guān)管進(jìn)行放電。當(dāng)電壓低于 4V以后，芯片即進(jìn)入完全的過載保護(hù)模式。 5）待機(jī)模式 當(dāng)補(bǔ)償腳（COMP）電壓低于 0.5V時(shí)，待機(jī)比較器會送一個(gè)高電平信號至 RS觸發(fā)器，使芯片進(jìn)待機(jī)模式。處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，整機(jī)功耗小于 0.5W。 4．典型應(yīng)用 下圖是一個(gè)應(yīng)用 VIPer53設(shè)計(jì)的 12V/4A的原邊反饋的開關(guān)電源，其輸入電壓范圍為 165~265Vac，電源的工作頻率是 100kHz。此方案針對輸出電壓精度不是很高的，且成本低廉的應(yīng)用場合。 VIPER53 單片開關(guān)電源VIPER53原理 1．概述 單片集成開關(guān)電源 VIPer53是 ST 意法半導(dǎo)體VIPower家族中新推出的又一性價(jià)比極強(qiáng)的電源芯片。該器件內(nèi)部集成了專用電流型 PWM控制器和一個(gè)采用多晶胞網(wǎng)格（Mdmesh）工藝的高壓功率場效應(yīng)管（MOSFET）。同時(shí)此芯片還含有 10~300kHz外部可調(diào)頻率的振蕩器、高壓起動電流源、帶隙基準(zhǔn)、用于環(huán)路補(bǔ)償?shù)牟⒙?lián)調(diào)整器、誤差放大器及輸入過壓、輸入欠壓、過流、過溫保護(hù)等電路。與同等級的芯片的相比，除了具有各種完善的保護(hù)功能外，最具有特點(diǎn)的就是符合“藍(lán)天使”和“能源之星”的待機(jī)功能。 2．基本性能特點(diǎn) VIPer53有直插和貼片兩種封裝形式： VIPer53DIP（DIP-8）、VIPer53SP（PowerSO-10）； 它們的功率等級分別為 50W和 65W。 VIPer53的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。 其管腳功能如下：電源腳（VDD）：提供給芯片內(nèi)部全部控制電路的電源，同時(shí)它與內(nèi)部漏極（ DRAIN）高壓電流源相聯(lián)。此引腳電壓的可用范圍可以從 8.4V擴(kuò)展到 18V。源極（SOURCE）：功率 MOSFET的源極與電路的原邊功率地。漏極（DRAIN）： 功率 MOSFET的漏極，同時(shí)也用于給內(nèi)部高壓電流源充電。最高耐壓650V。補(bǔ)償腳（ COMP）：電流方式結(jié)構(gòu)輸入和內(nèi)部誤差放大器輸出。通過補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)來調(diào)節(jié)開關(guān)電源的動態(tài)響應(yīng)特性。工作電壓范圍從 0.5V~4.5V。過載延時(shí)保護(hù)（TOVL）：通過外部擴(kuò)展電容的容值大小來設(shè)定過載保護(hù)延時(shí)點(diǎn)。振蕩腳（OSC）：通過外部擴(kuò)展阻容網(wǎng)絡(luò)值來設(shè)定電源工作頻率，設(shè)定工作頻率范圍從10k~300kHz。 3．基本工作原理 1）正常工作模式 當(dāng)輸入電壓在芯片的漏極（ DRAIN）建立起來以后，同時(shí) VIPer53通過內(nèi)部高壓電流源對電源（ VDD）進(jìn)行充電。當(dāng)內(nèi)部電源電壓超過開啟域值電壓 11.5V時(shí)，滯回比較器開始工作，并關(guān)斷內(nèi)部高壓電流源，同時(shí)也給 RS觸發(fā)器送一個(gè)工作信號。在場應(yīng)管（MOSFET）打開后進(jìn)行第一個(gè)周期的磁轉(zhuǎn)換，如果關(guān)開電源其它信號正常，輔助繞組將給電源（VDD）側(cè)的電容充電，直至電容中儲存的能量足以維持 VIPer53芯片的最低功耗，此時(shí)開關(guān)電源進(jìn)入正常工作模式。 2）過壓保護(hù)模式 電源（VDD）電壓高于內(nèi)部 18V電壓基準(zhǔn)時(shí)，過壓比較器會送一個(gè)過壓關(guān)斷的停止工作信號給 RS觸發(fā)器，開關(guān)電源進(jìn)入過壓保護(hù)模式。 3）欠壓保護(hù)模式 電源（VDD）電壓低于內(nèi)部 8.4V電壓基準(zhǔn)時(shí)，欠壓比較器會送一個(gè)欠壓關(guān)斷的停止工作信號給 RS觸發(fā)器，開關(guān)電源進(jìn)入欠壓保護(hù)模式。 4）過載保護(hù)模式 當(dāng)通過外部反饋?zhàn)饔糜谘a(bǔ)償腳（ COMP），當(dāng)電壓高于 4.35V時(shí)，過載保護(hù)將被觸發(fā)。而擴(kuò)展于過載延時(shí)保護(hù)（ TOVL）的電容中儲存的能量通過內(nèi)部的開關(guān)管進(jìn)行放電。當(dāng)電壓低于 4V以后，芯片即進(jìn)入完全的過載保護(hù)模式。 5）待機(jī)模式 當(dāng)補(bǔ)償腳（COMP）電壓低于 0.5V時(shí)，待機(jī)比較器會送一個(gè)高電平信號至 RS觸發(fā)器，使芯片進(jìn)待機(jī)模式。處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，整機(jī)功耗小于 0.5W。 4．典型應(yīng)用 下圖是一個(gè)應(yīng)用 VIPer53設(shè)計(jì)的 12V/4A的原邊反饋的開關(guān)電源，其輸入電壓范圍為 165~265Vac，電源的工作頻率是 100kHz。此方案針對輸出電壓精度不是很高的，且成本低廉的應(yīng)用場合。 VIPER53設(shè)計(jì)的12V/3A 的副邊反饋的開關(guān)電源電路如圖是一個(gè)應(yīng)用VIPer53設(shè)計(jì)的12V/3A 的副邊反饋的開關(guān)電源，其輸入電壓范為85~265Vac，電源的工作頻率是60kHz。 線性光電耦合器 Opto1、可調(diào)精密電壓基準(zhǔn)源TL431 和C8 組成一個(gè)一階控制的負(fù)反饋閉環(huán)系統(tǒng)。通過電阻R7 和R8 構(gòu)成的輸出電壓采樣電路，將電壓信號與TL431 內(nèi)部2.5V 的電壓基準(zhǔn)進(jìn)行比較而形成的誤差電壓來改變 Opto1 中的LED 流過的電流，即控制光接受三極管的開度來使VIPer53 發(fā)出脈寬控制信號，調(diào)節(jié)VIPer53 的輸出占空比范圍使用輸出電壓保持不變，最終達(dá)到穩(wěn)壓的作用。 VIPER53 www.dzsc.com/ic-detail/9_5793.html設(shè)計(jì)的12V/3A 的副邊反饋的開關(guān)電源電路如圖是一個(gè)應(yīng)用VIPer53設(shè)計(jì)的12V/3A 的副邊反饋的開關(guān)電源，其輸入電壓范為85~265Vac，電源的工作頻率是60kHz。 線性光電耦合器 Opto1、可調(diào)精密電壓基準(zhǔn)源TL431 和C8 組成一個(gè)一階控制的負(fù)反饋閉環(huán)系統(tǒng)。通過電阻R7 和R8 構(gòu)成的輸出電壓采樣電路，將電壓信號與TL431 內(nèi)部2.5V 的電壓基準(zhǔn)進(jìn)行比較而形成的誤差電壓來改變 Opto1 中的LED 流過的電流，即控制光接受三極管的開度來使VIPer53 發(fā)出脈寬控制信號，調(diào)節(jié)VIPer53 的輸出占空比范圍使用輸出電壓保持不變，最終達(dá)到穩(wěn)壓的作用。 |
