高壓轉(zhuǎn)換器VIPER31對工程師的重要意義

VIPER31是第一款 ST 高壓轉(zhuǎn)換器，可在具有通用輸入電源范圍 （85–265 V AC ）的反激式拓撲中提供高達 18 瓦的功率。盡管推出時間相對較晚，但它已經(jīng)在流行的計量系統(tǒng)和多種設(shè)備中使用。這種積極響應(yīng)歸功于其 800 伏雪崩堅固型功率 MOSFET 和先進的控制器功能。事實上，由于其架構(gòu)，VIPer31 靈活、強大且高效。因此，了解新型高壓轉(zhuǎn)換器對工程師的意義至關(guān)重要。

認識新家庭

VIPER 系列涵蓋了廣泛的應(yīng)用，正如我們最近在VIPER26K中看到的那樣。VIPERx1 系列適用于具有初級和次級調(diào)節(jié)以及降壓的反激式拓撲。簡而言之，我們通常會在沒有光耦合器的開關(guān)模式電源 （SMPS） 中找到該器件。VIPER01 的輸出功率為 4 W，而 VIPER11 徘徊在 8 W 左右。因此，VIPER31 的18 W是向前邁出的重要一步。新產(chǎn)品還具有3.5 Ω的較低最大 RDS（on） 。相比之下，VIPER01 的 RDS（on） 為 30 Ω，而 VIPER11 為 15 Ω。

VIPer31 系列目前有 8 個部件號，未來還會有更多。VIPER317具有 710 mA的漏極電流限制保護 （I DLIM ）。VIPER318的I DLIM為 850 mA，VIPER319達到 990 mA。這些版本還有 X、L 和 H 變體。X 型的抖動開關(guān)頻率 （Fosc） 為30 kHz ± 7%。L 型的 Fosc 為60 kHz ± 7%，標(biāo)記為 H 的則為 132 kHz ±7%。選擇正確的振蕩器頻率 （Fosc） 允許工程師選擇更具成本效益的 EMI 濾波器并減少材料清單。

VIPER31：靈活性

600 mA 降壓拓撲

當(dāng)工程師選擇一個組件時，他們必須經(jīng)常解釋他們的理由。沒有比在行動中展示它更容易勾勒出一個思考過程的方法了。因此，我們推出了多款開發(fā)板，包括STEVAL-VP319X1B。該平臺具有很高的象征意義，因為這是 VIPER 產(chǎn)品第一次可以處理負載電流 （I OUT ） 為 600 mA 的降壓轉(zhuǎn)換器。專家們了解到，如今很難用高壓降壓轉(zhuǎn)換器達到如此高的負載電流。因此，此類開發(fā)板強調(diào)了設(shè)備的特性，并展示了工程師如何利用它。

跨導(dǎo)誤差放大器

專業(yè)人士可能會面臨另一個困境：當(dāng)他們的公司從事大量產(chǎn)品時，證明新設(shè)備的資格是合理的。即將推出的STEVAL-VP318L1F和STEVAL-VP319X1B可以幫助技術(shù)知識較少的決策者。VIPER31 有一個跨導(dǎo)誤差放大器，參考電壓為 1.2 V ± 2%。因此，工程師可以使用該器件，而不僅僅是具有初級側(cè)調(diào)節(jié)的反激拓撲和具有直接電阻反饋的非隔離反激。如前所述，STEVAL-VP319X1B 實現(xiàn)了降壓轉(zhuǎn)換器，而 STEVAL-VP318L1F 是具有次級側(cè)調(diào)節(jié)功能的反激式轉(zhuǎn)換器，可以很好地用于空調(diào)。最后，STEVAL-VP318L2F是一款具有初級側(cè)調(diào)節(jié)功能的 18 W 隔離反激式。因此，它的誤差放大器允許 VIPER31 處理最常見的拓撲結(jié)構(gòu)，從而使一個系列的設(shè)備能夠用于各種產(chǎn)品。

寬輸入電壓范圍

ODM 越來越普遍地在一個國家開發(fā)設(shè)計，然后再將其出口到世界其他地區(qū)。因此，工程師必須表明他們考慮了國際標(biāo)準(zhǔn)。不幸的是，大多數(shù)行業(yè)都提供輸入電壓范圍較窄的高壓轉(zhuǎn)換器。因此，工程師可以通過指出其從 85 V 到 265 V 的寬電壓輸入范圍來幫助解釋他們選擇 VIPER31 的原因。

設(shè)計人員還可能會為特定應(yīng)用程序的固有復(fù)雜性而苦苦掙扎。智能電表、智能家居系統(tǒng)、空調(diào)機組或應(yīng)急照明網(wǎng)絡(luò)提供了獨特的挑戰(zhàn)。他們必須處理迫使通用電源接管電網(wǎng)的電力損失。在這種情況下，即使輸入電壓下降到比平時低得多的水平，最終產(chǎn)品也必須仍然正常工作。因此，工程師可以從 VIPER31 的漏源啟動電壓僅為 24 V 的事實中獲得安慰。此外，我們確保這些功能易于演示。專業(yè)人士可以帶著即將上市的STEVAL-VP319X1B，更換電容C1和C2，享受更低的標(biāo)稱啟動輸入電壓。

VIPER31：穩(wěn)健性和效率

欠壓和過壓保護

消費者越來越關(guān)注其產(chǎn)品的安全性和耐用性。因此，團隊經(jīng)常詢問功率器件如何幫助他們的設(shè)計更可靠。例如，想要制造空調(diào)的工程師對這些問題很敏感，因為故障可能會造成嚴(yán)重的人力成本。設(shè)計人員還知道，他們的公司將更容易接受 VIPER31 的欠壓 （UVP） 和過壓保護 （OVP） 等功能。 由于每個都有一個專用引腳，因此可以使用 UVP 引腳來禁用 IC 或整個 SMPS，內(nèi)部閾值通常為 0.4 V。即使在自動重啟后，OVP 也會禁用脈寬調(diào)制器，僅恢復(fù)開關(guān)一旦 OVP 條件到期。VIPER31 還帶有過載保護和熱關(guān)斷功能。這些特性解釋了為什么我們使用 SO16N 封裝，其引腳比 VIPER01 和 VIPER11 的 SSOP10 多。

更好、更少的外部組件

工程師還為成本問題而苦苦掙扎，因為一個組件會產(chǎn)生許多直接和間接的后果。零件本身的價格是等式的一個關(guān)鍵因素。然而，一個高壓轉(zhuǎn)換器將決定哪些有源和無源元件將影響整個 BOM。因此，當(dāng)設(shè)計人員試圖解釋他們選擇 VIPER31 的原因時，他們通常會指出其脈沖跳躍功能，這使他們能夠選擇更小的電感器，同時保護磁性元件免受電流峰值的影響。同樣，具有不同振蕩器頻率的變體將確保設(shè)計具有更具成本效益的 EMI 濾波器。最后，VIPER31 中的電流限制現(xiàn)在足夠精確，不再需要外部組件。

為低功耗 MCU 和節(jié)能系統(tǒng)做好準(zhǔn)備

由于消費者的意識，成本考慮也越來越復(fù)雜。買家比以往任何時候都更關(guān)心購買對環(huán)境和水電費的影響。滿足這些需求的最佳方式是選擇適合低功耗系統(tǒng)的組件。例如，VIPER31 具有 1.2 V 的誤差放大器參考電壓，可輕松為 MCU 生成 3.3 V。ST 轉(zhuǎn)換器還具有低于 350 μA 的靜態(tài)電流，因此在待機狀態(tài)下可實現(xiàn) 10 mW 的功耗。因此，即使在壓力最大的條件下，工程師們也可以為他們的設(shè)計提供顯著的節(jié)能效果而感到自豪。

審核編輯：郭婷