VIPER22A內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖及應(yīng)用電路

　　VIPerX22A是一個單封裝的產(chǎn)品，在同一顆芯片上整合了一個專用電流式PWM控制器和一個高壓功率場效應(yīng)MOS晶體管。這種方法可以減少組件數(shù)量，降低系統(tǒng)成本，簡化電路板設(shè)計。因此，這個產(chǎn)品家族廣泛用于離線開關(guān)式電源。此外，該系列產(chǎn)品還采用微型的SMD封裝（SO-8）。VIPer系列的待機功耗（小于1W）符合藍(lán)天使和能源之星等節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

　　VIPerX22A產(chǎn)品采用ST的VIPower M0-3高壓專利技術(shù)，M0-3高壓技術(shù)利用一個P型掩埋層的方法，允許在同一顆芯片上集成低壓系統(tǒng)（PWM）和電流垂直流動的功率級，如圖2所示。 VIPerX22A產(chǎn)品有以下一般特性∶自動熱關(guān)斷;高壓啟動電流源;防止輸出短路導(dǎo)致?lián)舸┕收系拇蜞茫℉ICCUP）模式;保證低負(fù)載條件下低功耗的突發(fā)模式。

　　而且，VIPower M0-3技術(shù)還可用于開發(fā)最小擊穿電壓為730V的功率場效應(yīng)MOS晶體管。表2說明了該產(chǎn)品在不同的封裝和工作條件下的功率處理能力。

　　VIPer22A特點

　　VIPer22A是一種工作于開關(guān)模式下的電源芯片。它有如下特點：

　　工作頻率固定為60kHz。

　　芯片自身采用9v-38v的供電電壓。供電范圍廣，容易與開關(guān)變壓器相匹配。

　　穩(wěn)壓方式采用電流控制模式。

　　芯片內(nèi)置完善的過壓、過流、超溫保護(hù)電路。

　　直接從芯片內(nèi)部開關(guān)管引出高壓電流源，提供開關(guān)電路啟動使用。

　　內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖

　　通過示意圖我們不難看出功率級是由含有一個快速比較器的電流式結(jié)構(gòu)驅(qū)動的，驅(qū)動電流來自NMO Ssense和feed-back（FB）兩個引腳。比較器輸出連接到消隱時間模塊，以確保導(dǎo)通時間最短。只需一個外部振蕩器，即可將開關(guān)頻率固定在 60kHz，從而不再需要其它的外部組件。其它的內(nèi)部模塊是內(nèi)部電源穩(wěn)壓器和過熱檢測器，前者在VDD引腳上能夠支持45V，後者在170°C（典型值）時提供熱關(guān)斷功能。該產(chǎn)品的系統(tǒng)控制是一個電流模式結(jié)構(gòu)，在這個結(jié)構(gòu)中，N-MOS感應(yīng)電流和FB電流匯合在電阻器R2上。電阻R2上的電壓取決于這個電流值的大小，然後，這個電壓值與一個內(nèi)部固定的參考電壓（0.23V）比較。

　　比較器的輸出用于驅(qū)動場效應(yīng)MOS晶體管，因此，開關(guān)頻率取決于反饋電流和 Id電流值的大小。在這個應(yīng)用中，反饋回路的實現(xiàn)方法是通過一個光耦合器利用輸出電壓驅(qū)動這個FB引腳，以保證輸入出輸出之間的絕緣。監(jiān)視VDD電壓的是一個磁滯比較器，它能夠管理啟動電流生成器。事實上，只要VDD電壓值大于VDDON的電壓值，比較器就會導(dǎo)通，并給VDD電容器充電。一旦達(dá)到這個條件，功率場效應(yīng)MOS晶體管就立即開始開關(guān)操作。突發(fā)模式工作原理是跳過相同的開關(guān)周期，以便在負(fù)載減弱時降低功耗。

　　VIPER22A應(yīng)用電路

　　圖二

　　圖2是VIPer22A構(gòu)成的電源實用電路。這是一種通用電源，有5V、24V、3 3V三種輸出電壓，適合做VCD、DVD等電器的供電電源，也可維修電源時代換使用。

　　如圖3所示，VIPer22A內(nèi)部集成了一個高耐壓場效應(yīng)開關(guān)管，開關(guān)管擊穿電壓為700V。VIPer22A獨特的穩(wěn)壓工作方式與常規(guī)電源芯片有了較大的不同。VIPer22A是通過對開關(guān)管電流的控制來維持輸出電壓穩(wěn)定的。通電瞬間，VIPer22A開始啟動，內(nèi)部振蕩電路起振，輸出脈沖電壓驅(qū)動開關(guān)管導(dǎo)通。開關(guān)變壓器中電流迅速上升，導(dǎo)通電流將通過開關(guān)管源極進(jìn)入地端，形成回路。由電阻R2完成對開關(guān)管電流的取樣。

　　當(dāng)開關(guān)管電流迅速達(dá)到設(shè)計極限的時候，取樣電流在R2上產(chǎn)生降壓將超過0.23V門限，則芯片內(nèi)部誤差放大器輸出高電壓，關(guān)閉驅(qū)動電路，從而使開關(guān)管截止，負(fù)載電流減少。在開關(guān)變壓器次級電壓建立之后，VIPer22A外部FB端將得到一個與次級電壓成正比例關(guān)系的反饋電流，它與取樣電流相雪加，共同在電阻R2上形成誤差電壓，誤差電壓對比較放大器進(jìn)行控制，就可以實現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定了。在VIPer22A的穩(wěn)壓環(huán)節(jié)中，并不直接以開關(guān)管源極電流作為取樣電流，而是從開關(guān)管弓|出另一個較小電流i，由此間接對進(jìn)行取樣，這兩個電流之間有一個560的固定倍率，即開關(guān)管電流l 是小電流的560倍。

　　由于取樣電流大大減少，所以可以使用 較大的230歐姆電阻作為取樣電阻，在減少損耗的同時，輸出電壓更加穩(wěn)定精確。誤差比較的基準(zhǔn)電壓為0 23V?？梢钥闯觯琕IPer22A的最大電流是完全由內(nèi)部電路確定好了的。當(dāng)FB端接地時，開關(guān)管電流達(dá)到設(shè)計極限即最大值。因為運算放大器輸入阻抗極高，取樣電流問看成直接通過電阻R1（反饋阻）與R2 （取樣電阻）的并聯(lián)電路入地。這樣就可以通過計算得出開關(guān)管設(shè)計電流的最大值：

　　將電阻值代入，計算得出為0 6888A，這就是開關(guān)管電流的設(shè)計極限。在開關(guān)電源中，開關(guān)管電流對輸出功率起決定性作用，電流確定，以VIPer22A組成的開關(guān)電源最大輸出功率也基本上確定了。