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VIPer22A原理及在开关电源中的应用

[日期:2013-12-18] 来源:  作者:邹士洪 [字体: ]

 

  VIPer22A是一种工作于开关模式下的电源芯片。它有如下特点:

  工作频率固定为60kHz

  芯片自身采用9v-38v的供电电压。供电范围广,容易与开关变压器相匹配。

  稳压方式采用电流控制模式。

  芯片内置完善的过压、过流、超温保护电路

  直接从芯片内部开关管引出高压电流源,提供开关电路启动使用。

 

  以VIPer22A组成的开关电源最大能够提供20w的输出功率,可用于便携式电池充电电路以及电视机、显示器等电器设备的待机电源。也可独立作为功耗相当的小型电器供电电源,如游戏机、卫星接收设备、音响等等。

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  VIPer22A芯片引脚排列如上图所示。

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  上图、下图分别是VIPer22A构成的电源实用电路及实物图片。这是一种通用电源,有5V、24V、3.3V三种输出电压,也适合做VCD、DVD等电器的供电电源,也可维修电源时代换使用。

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  稳压电路

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  如上图所示,VIPer22A内部集成了一个高耐压场效应开关管,开关管击穿电压为700v。

  VIPer22A独特的稳压工作方式与常规电源芯片有了较大的不同。

  VIPer22A是通过对开关管电流的控制来维持输出电压稳定的。通电瞬间,VIPer22A开始启动,内部振荡电路起振,输出脉冲电压驱动开关管导通。开关变压器中电流迅速上升,导通电流将通过开关管源极进入地端,形成回路。由电阻R2完成对开关管电流的取样。当开关管电流迅速达到设计极限的时候,取样电流在R2上产生降压将超过0.23v门限,则芯片内部误差放大器输出高电压,关闭驱动电路,从而使开关管截止,负载电流减少。在开关变压器次级电压建立之后,VIPer22A外部FB端将得到一个与次级电压成正比例关系的反馈电流,它与取样电流相叠加,共同在电阻R2上形成误差电压,误差电压对比较放大器进行控制,就可以实现输出电压的稳定了。如图所示,在VIPer22A的稳压环节中,并不直接以开关管源极电流|作为取样电流,而是从开关管引出另一个较小电流i,由此间接对I进行取样,这两个电流之间有一个560的固定倍率,即开关管电流I是小电流i的560倍。由于取样电流大大减少,所以可以使用较大的230欧姆电阻作为取样电阻,在减少损耗的同时,输出电压更加稳定精确。误差比较的基准电压为0.23V。

  可以看出,VIPer22A的最大电流是完全由内部电路确定好了的。当FB端接地时,开关管电流l达到设计极限即最大值。因为运算放大器输入阻抗极高,取样电流i可看成直接通过电阻R1(反馈电阻)与R2(取样电阻)的并联电路入地。这样,我们就可以通过计算得出开关管设计电流的最大值:

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将电阻值代入,计算得出|=0.6888A,这就是开关管电流的设计极限。在开关电源中,开关管电流对输出功率起决定性作用,电流确定,以VIPer22A组威的开关电源最大输出功率也基本上确定了。

 


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