开关电源芯片VIPer22A

概述：VIPer22A是意法半导体（STMicroelectronics）出品的一款开关电源芯片，VIPer22A是一种工作于开关模式下的电源芯片。VIPer22A工作频率固定为60kHz，芯片自身采用9v-38v的供电电压。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、电磁炉等等。

VIPer22A是离线开关电源，具有效率高的特性，组成的并联开关电源的体积比串联稳压型电源要小得多，电源电路比较简洁，不需外接专用启动电阻，有过热过电压保护功能。从内部结构图上可以看出，要判断VIPer12A、VIPer22A 的好坏，只需用万用表测集成电路的1脚与5、6、7、8脚之间的电阻即可，如果电阻无穷大，说明集成块是好的，电阻为0Ω或者小于1000Ω，说明集成块已坏。

一、VIPer22A引脚功能与实测电压

1、85V~265V宽电压开关电源电路方案
2、220V情况下，待机功耗小于120mw，
3、集成高压启动电路
4、集成高压功率开关
5、60KHz固定开关频率
6、9V~30V宽VDD工作电压范围
7、电流模式PWM控制方式
8、内置过温、过流、过压、欠压等保护功能

二、VIPer22A引脚功能

1脚：场效应功率管源极，
2脚：场效应功率管源极，
3脚：反馈输入，
4脚：VDD，
5脚：接场效应功率管漏极，
6脚：接场效应功率管漏极，
7脚：接场效应功率管漏极，
8脚：接场效应功率管漏极。

三、VIPer22A内部方框图

其内部方框图如上图所示，VlPer22A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。 VlPer22A独特的稳压工作方式与常 规电源芯片有了较大的不同。 VlPer22A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，VlPer22A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侯，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。

在VIPer22A的稳压环节中，并不直接以开关 管源极电流i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i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：l=iX 560=0，23÷(1÷(1÷R1+1÷ R2)) X 560 将电阻值代入， 计算得出I= 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VlPer22A组成的开关电源最大输出功率也基本上确定了。

三、VIPer22A典型应用电路

上图的实际应用电路中，稳压通过光耦实现。首先起到的是电源初级与次级的 隔离作用，使次级电路与电网完全分离。 光耦次级通过+15v辅助供电电压对 VIPer22A第3脚FB端起到了一个上拉 作用，所以实际应用中，芯片内部开关管电流将不可能达到上述计算得出的最大 值。但是由于电容C3的作用，在电源启动 的瞬间时刻，开关管工作电流可以达到极 值。 电源次级输出+3．3v、4 - 24v两路电压，提供电子产品使用。 当电源空载或是负载极轻，开关管电 流峰值降低到大约80mA时，VIPer22A 会自动进入间歇工作，以保证低负载应用时电源电路的安全。

1、超温保护
VlPer22A超温保护的阈值为170℃ ，滞后4O℃。即温升超过17O℃ ，保护电路启动，电源输出关断；温度回到130℃以下，电源自动重新启动。
2、供电电路

在VlPer22A内部，从场效应开关管 漏极Drain端引出高压电流源作为芯片的 启动电压。电源接通后，启动电压开始对 电源Vdd端电压外接滤波电容C4进行充 电， 当充电电压上升超过14 5v后， VlPer22A进入工作状态，输出脉 中电压， 使场效应开关管导通，开关变压器次级开 始 有了输出电压。如果始终采用以高压电 流源作为工作电压，这种简易电路，会大 大增加电源的损耗，导致芯片内部发热量 的增加， 不利于芯片的稳定， 所以 VlPer22A没有采取直接以高压源作为正 常工作电压的方式。在次级有了输出电压 以后，启动电流源将会被关闭，V iPer22A 的正常工作电压转由开关变压器次级L3 绕组的输出电压，整流后提供。如果电路 出现故障，此电压则不能迅速达到正常 值，会出现两种状况：

（1）、电压为零或低于 8v，此时Vdd端电压得不到加强，会不断 下降，降到8v以下时，高压电流源则会重 新启动，重复上述过程，直至获得正常工 作电压；

（2）、当VlPer22A得到的工作电压 超过42v时，则VlPer22A内部过电压保 护电路将启动，迫使芯片停止工作，输出 电压降为0V。

另附一张很经典的应用电路，如下图所示。