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單片開關電源VIPER53原理 1．概述 單片集成開關電源 VIPer53是 ST 意法半導體VIPower家族中新推出的又一性價比極強的電源芯片。該器件內部集成了專用電流型 PWM控制器和一個采用多晶胞網格（Mdmesh）工藝的高壓功率場效應管（MOSFET）。同時此芯片還含有 10~300kHz外部可調頻率的振蕩器、高壓起動電流源、帶隙基準、用于環路補償的并聯調整器、誤差放大器及輸入過壓、輸入欠壓、過流、過溫保護等電路。與同等級的芯片的相比，除了具有各種完善的保護功能外，最具有特點的就是符合“藍天使”和“能源之星”的待機功能。 
2．基本性能特點 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的內部結構框圖如下圖所示。 其管腳功能如下：電源腳（VDD）：提供給芯片內部全部控制電路的電源，同時它與內部漏極（ DRAIN）高壓電流源相聯。此引腳電壓的可用范圍可以從 8.4V擴展到 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，同時也用于給內部高壓電流源充電。最高耐壓650V。補償腳（ COMP）：電流方式結構輸入和內部誤差放大器輸出。通過補償網絡來調節開關電源的動態響應特性。工作電壓范圍從 0.5V~4.5V。過載延時保護（TOVL）：通過外部擴展電容的容值大小來設定過載保護延時點。振蕩腳（OSC）：通過外部擴展阻容網絡值來設定電源工作頻率，設定工作頻率范圍從10k~300kHz。 3．基本工作原理 1）正常工作模式 當輸入電壓在芯片的漏極（ DRAIN）建立起來以后，同時 VIPer53通過內部高壓電流源對電源（ VDD）進行充電。當內部電源電壓超過開啟域值電壓 11.5V時，滯回比較器開始工作，并關斷內部高壓電流源，同時也給 RS觸發器送一個工作信號。在場應管（MOSFET）打開后進行第一個周期的磁轉換，如果關開電源其它信號正常，輔助繞組將給電源（VDD）側的電容充電，直至電容中儲存的能量足以維持 VIPer53芯片的最低功耗，此時開關電源進入正常工作模式。 2）過壓保護模式 電源（VDD）電壓高于內部 18V電壓基準時，過壓比較器會送一個過壓關斷的停止工作信號給 RS觸發器，開關電源進入過壓保護模式。 3）欠壓保護模式 電源（VDD）電壓低于內部 8.4V電壓基準時，欠壓比較器會送一個欠壓關斷的停止工作信號給 RS觸發器，開關電源進入欠壓保護模式。 4）過載保護模式 當通過外部反饋作用于補償腳（ COMP），當電壓高于 4.35V時，過載保護將被觸發。而擴展于過載延時保護（ TOVL）的電容中儲存的能量通過內部的開關管進行放電。當電壓低于 4V以后，芯片即進入完全的過載保護模式。 5）待機模式 當補償腳（COMP）電壓低于 0.5V時，待機比較器會送一個高電平信號至 RS觸發器，使芯片進待機模式。處于待機狀態時，整機功耗小于 0.5W。 4．典型應用 下圖是一個應用 VIPer53設計的 12V/4A的原邊反饋的開關電源，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，且成本低廉的應用場合。 VIPER53 單片開關電源VIPER53原理 1．概述 單片集成開關電源 VIPer53是 ST 意法半導體VIPower家族中新推出的又一性價比極強的電源芯片。該器件內部集成了專用電流型 PWM控制器和一個采用多晶胞網格（Mdmesh）工藝的高壓功率場效應管（MOSFET）。同時此芯片還含有 10~300kHz外部可調頻率的振蕩器、高壓起動電流源、帶隙基準、用于環路補償的并聯調整器、誤差放大器及輸入過壓、輸入欠壓、過流、過溫保護等電路。與同等級的芯片的相比，除了具有各種完善的保護功能外，最具有特點的就是符合“藍天使”和“能源之星”的待機功能。 2．基本性能特點 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的內部結構框圖如下圖所示。 其管腳功能如下：電源腳（VDD）：提供給芯片內部全部控制電路的電源，同時它與內部漏極（ DRAIN）高壓電流源相聯。此引腳電壓的可用范圍可以從 8.4V擴展到 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，同時也用于給內部高壓電流源充電。最高耐壓650V。補償腳（ COMP）：電流方式結構輸入和內部誤差放大器輸出。通過補償網絡來調節開關電源的動態響應特性。工作電壓范圍從 0.5V~4.5V。過載延時保護（TOVL）：通過外部擴展電容的容值大小來設定過載保護延時點。振蕩腳（OSC）：通過外部擴展阻容網絡值來設定電源工作頻率，設定工作頻率范圍從10k~300kHz。 3．基本工作原理 1）正常工作模式 當輸入電壓在芯片的漏極（ DRAIN）建立起來以后，同時 VIPer53通過內部高壓電流源對電源（ VDD）進行充電。當內部電源電壓超過開啟域值電壓 11.5V時，滯回比較器開始工作，并關斷內部高壓電流源，同時也給 RS觸發器送一個工作信號。在場應管（MOSFET）打開后進行第一個周期的磁轉換，如果關開電源其它信號正常，輔助繞組將給電源（VDD）側的電容充電，直至電容中儲存的能量足以維持 VIPer53芯片的最低功耗，此時開關電源進入正常工作模式。 2）過壓保護模式 電源（VDD）電壓高于內部 18V電壓基準時，過壓比較器會送一個過壓關斷的停止工作信號給 RS觸發器，開關電源進入過壓保護模式。 3）欠壓保護模式 電源（VDD）電壓低于內部 8.4V電壓基準時，欠壓比較器會送一個欠壓關斷的停止工作信號給 RS觸發器，開關電源進入欠壓保護模式。 4）過載保護模式 當通過外部反饋作用于補償腳（ COMP），當電壓高于 4.35V時，過載保護將被觸發。而擴展于過載延時保護（ TOVL）的電容中儲存的能量通過內部的開關管進行放電。當電壓低于 4V以后，芯片即進入完全的過載保護模式。 5）待機模式 當補償腳（COMP）電壓低于 0.5V時，待機比較器會送一個高電平信號至 RS觸發器，使芯片進待機模式。處于待機狀態時，整機功耗小于 0.5W。 4．典型應用 下圖是一個應用 VIPer53設計的 12V/4A的原邊反饋的開關電源，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，且成本低廉的應用場合。 VIPER53設計的12V/3A 的副邊反饋的開關電源電路如圖是一個應用VIPer53設計的12V/3A 的副邊反饋的開關電源，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、可調精密電壓基準源TL431 和C8 組成一個一階控制的負反饋閉環系統。通過電阻R7 和R8 構成的輸出電壓采樣電路，將電壓信號與TL431 內部2.5V 的電壓基準進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 發出脈寬控制信號，調節VIPer53 的輸出占空比范圍使用輸出電壓保持不變，最終達到穩壓的作用。 VIPER53 www.dzsc.com/ic-detail/9_5793.html設計的12V/3A 的副邊反饋的開關電源電路如圖是一個應用VIPer53設計的12V/3A 的副邊反饋的開關電源，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、可調精密電壓基準源TL431 和C8 組成一個一階控制的負反饋閉環系統。通過電阻R7 和R8 構成的輸出電壓采樣電路，將電壓信號與TL431 內部2.5V 的電壓基準進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 發出脈寬控制信號，調節VIPer53 的輸出占空比范圍使用輸出電壓保持不變，最終達到穩壓的作用。 |
