基于VIPer22A的空调开关电源设计
目前，新型空调机采用两个主低压输出给内部电子设备供电。这两个主输出的低压分别是+12v和+5v。低输出电压是由一个内部开关电源产生。这个开关电源需要以下多个重要特性∶效率高，重量轻，尺寸小，待机功耗低等。
设计人员利用viperx2系列产品可以开发出一个含有所有这些重要功能的电源，因此，该系列产品是开发空调应用的最理想的解决方案, 特别是本文介绍的电路板是为改进图1所示的特性而专门开发的，表1列举了空调开关电源的技术规格。
表1∶电气规格
图1: 电路板布局
1. viperx2a描述
viperx2a 是一个单封装的产品，在同一颗芯片上整合了一个专用电流式pwm控制器和一个高压功率场效应mos晶体管。这种方法可以减少组件数量，降低系统成本，简化电路板设计。因此，这个产品家族广泛用于离线开关式电源。此外，该系列产品还采用微型的smd封装(so-8)。viper系列的待机功耗(小于1w)符合蓝天使和能源之星等节能标准。
1.1 一般特性
viperx2a产品采用st的vipower m0-3高压专利技术，m0-3高压技术利用一个p型掩埋层的方法，允许在同一颗芯片上集成低压系统(pwm)和电流垂直流动的功率级，如图2所示。 viperx2a产品有以下一般特性∶自动热关断;高压启动电流源;防止输出短路导致击穿故障的打嗝(hiccup)模式;保证低负载条件下低功耗的突发模式。
而且，vipower m0-3技术还可用于开发最小击穿电压为730v的功率场效应mos晶体管。表2说明了该产品在不同的封装和工作条件下的功率处理能力。
图2:mo-3技术示意图
表2∶在不同的封装和工作条件下的功率处理能力
1.2 结构框图
通过仔细观察图3的示意图，我们不难看出功率级是由含有一个快速比较器的电流式结构驱动的，驱动电流来自nmo ssense和feed-back(fb)两个引脚。比较器输出连接到消隐时间模块，以确保导通时间最短。只需一个外部振荡器，即可将开关频率固定在 60khz，从而不再需要其它的外部组件。其它的内部模块是内部电源稳压器和过热检测器，前者在vdd引脚上能够支持45v，後者在170°c(典型值)时提供热关断功能。该产品的系统控制是一个电流模式结构，在这个结构中，n-mos感应电流和fb电流汇合在电阻器r2上。电阻r2上的电压取决于这个电流值的大小，然後，这个电压值与一个内部固定的参考电压(0.23v)比较。比较器的输出用于驱动场效应mos晶体管，因此，开关频率取决于反馈电流和 id电流值的大小。在这个应用中，反馈回路的实现方法是通过一个光耦合器利用输出电压驱动这个fb引脚，以保证输入出输出之间的绝缘。监视vdd电压的是一个磁滞比较器，它能够管理启动电流生成器。事实上，只要vdd电压值大于vddon的电压值，比较器就会导通，并给vdd电容器充电。一旦达到这个条件，功率场效应mos晶体管就立即开始开关操作。突发模式工作原理是跳过相同的开关周期，以便在负载减弱时降低功耗。
2. 空调应用
2.1 示意图
图4给出了本文讨论的空调机使用的viper22电源的示意图。这个电源设计有两个输出电压，分别是12v和5v。最大功率处理能力是10w，输出电压 12v。第一个输出的峰值电流是900ma。然而，第二个输出(5v)的实现方法是在第一个输出上串联一个线性稳压器(7805)和一个分配电压降的齐纳二极管d9。这个解决方案让5v输出电压具有很高的精确度，因此该方案特别适合给微控制器或/ 和逻辑电路、lcd和蜂鸣器供电。第二输出的峰值电流为400ma。如图4所示，该解决方案的二次侧反馈是一个隔离式的逆向拓扑结构。控制回路通过一个光耦合器(tl431)实现的，这个光耦合器含有一个高稳定性的参考电压管，以检查12v输出电压，确保输入和输出完全绝缘。一个transil缓冲电路 (d6-d7)可以有效地防护反射电压和漏电感产生的峰值电压。
图4: 空调开关电源示意图
2.2 测试结果
这个应用的主要目标是确保两个输出的电压都非常精确。第一个输出(12v)的电压精确度很高是因为它位于二次稳压反馈内，而第二个输出(5v)的电压精度很高是因为这条线路采用一个标准的线性稳压器。这个空调器应用是为宽压市电(85-265vac)而开发的。如图5所示，待机功耗总是低于1w，符合能源之星的待机功耗标准的规定。图6所示是在5v输出无负载条件下测量到的能效值。
图5: 待机条件下功耗曲线图
图6: 效率测量结果
3 演示板描述
3.1 电路板布局
这是一个单层电路板设计，下层是铜线，上层是丝网印刷面。两个线路如图7所示，这个电路板的尺寸为50x40mm。
图7: 电路板布局(尺寸为50x40mm)
3.2 材料单
表3给出了开发这个应用所需的组件的详细清单。
表3 viper22电源应用组件清单
一文读懂SMP、NUMA、MPP三大体系结构
网络分析仪如何避免损害的措施和常见故障
大陆九大彩电企业下53亿美元大单采购台企面板
如何让机器人减少摔倒呢？新算法让机器人在失去平衡的一瞬间采取纠正措施
三基色灯是什么意思_三基色灯的优缺点
基于VIPer22A的空调开关电源设计
采用DS80C400芯片软件的互联网扬声器
ADuM1510 基于ADI公司iCouple技术的单向、五
物联网：在开始之前要问的6个问题
水库河道生态流量监测与防灾预警系统解决方案
韦尔半导体首度挺进全球前十大芯片设计榜单；中国AR/VR市场增速位列全球第一
ACM6753无霍尔传感器 三相正弦波直流无刷电机BLDC马达驱动IC方案
电路系统常用的图形符号
陶瓷电容与汽车行业的发展
AD7147 新的电容器数位转换器
新款Moto Razr曝光搭载了骁龙710处理器拥有6GB+128GB的存储
中美贸易战之后，装备制造业呈现三大拦路虎
基本半导体推出UPS的碳化硅MOSFET模块BMF240R12E2G3
奇数分频器的介绍和实现
PCBA打样上锡不饱满的常见原因
设计人员利用viperx2系列产品可以开发出一个含有所有这些重要功能的电源，因此，该系列产品是开发空调应用的最理想的解决方案, 特别是本文介绍的电路板是为改进图1所示的特性而专门开发的，表1列举了空调开关电源的技术规格。
表1∶电气规格
图1: 电路板布局
1. viperx2a描述
viperx2a 是一个单封装的产品，在同一颗芯片上整合了一个专用电流式pwm控制器和一个高压功率场效应mos晶体管。这种方法可以减少组件数量，降低系统成本，简化电路板设计。因此，这个产品家族广泛用于离线开关式电源。此外，该系列产品还采用微型的smd封装(so-8)。viper系列的待机功耗(小于1w)符合蓝天使和能源之星等节能标准。
1.1 一般特性
viperx2a产品采用st的vipower m0-3高压专利技术，m0-3高压技术利用一个p型掩埋层的方法，允许在同一颗芯片上集成低压系统(pwm)和电流垂直流动的功率级，如图2所示。 viperx2a产品有以下一般特性∶自动热关断;高压启动电流源;防止输出短路导致击穿故障的打嗝(hiccup)模式;保证低负载条件下低功耗的突发模式。
而且，vipower m0-3技术还可用于开发最小击穿电压为730v的功率场效应mos晶体管。表2说明了该产品在不同的封装和工作条件下的功率处理能力。
图2:mo-3技术示意图
表2∶在不同的封装和工作条件下的功率处理能力
1.2 结构框图
通过仔细观察图3的示意图，我们不难看出功率级是由含有一个快速比较器的电流式结构驱动的，驱动电流来自nmo ssense和feed-back(fb)两个引脚。比较器输出连接到消隐时间模块，以确保导通时间最短。只需一个外部振荡器，即可将开关频率固定在 60khz，从而不再需要其它的外部组件。其它的内部模块是内部电源稳压器和过热检测器，前者在vdd引脚上能够支持45v，後者在170°c(典型值)时提供热关断功能。该产品的系统控制是一个电流模式结构，在这个结构中，n-mos感应电流和fb电流汇合在电阻器r2上。电阻r2上的电压取决于这个电流值的大小，然後，这个电压值与一个内部固定的参考电压(0.23v)比较。比较器的输出用于驱动场效应mos晶体管，因此，开关频率取决于反馈电流和 id电流值的大小。在这个应用中，反馈回路的实现方法是通过一个光耦合器利用输出电压驱动这个fb引脚，以保证输入出输出之间的绝缘。监视vdd电压的是一个磁滞比较器，它能够管理启动电流生成器。事实上，只要vdd电压值大于vddon的电压值，比较器就会导通，并给vdd电容器充电。一旦达到这个条件，功率场效应mos晶体管就立即开始开关操作。突发模式工作原理是跳过相同的开关周期，以便在负载减弱时降低功耗。
2. 空调应用
2.1 示意图
图4给出了本文讨论的空调机使用的viper22电源的示意图。这个电源设计有两个输出电压，分别是12v和5v。最大功率处理能力是10w，输出电压 12v。第一个输出的峰值电流是900ma。然而，第二个输出(5v)的实现方法是在第一个输出上串联一个线性稳压器(7805)和一个分配电压降的齐纳二极管d9。这个解决方案让5v输出电压具有很高的精确度，因此该方案特别适合给微控制器或/ 和逻辑电路、lcd和蜂鸣器供电。第二输出的峰值电流为400ma。如图4所示，该解决方案的二次侧反馈是一个隔离式的逆向拓扑结构。控制回路通过一个光耦合器(tl431)实现的，这个光耦合器含有一个高稳定性的参考电压管，以检查12v输出电压，确保输入和输出完全绝缘。一个transil缓冲电路 (d6-d7)可以有效地防护反射电压和漏电感产生的峰值电压。
图4: 空调开关电源示意图
2.2 测试结果
这个应用的主要目标是确保两个输出的电压都非常精确。第一个输出(12v)的电压精确度很高是因为它位于二次稳压反馈内，而第二个输出(5v)的电压精度很高是因为这条线路采用一个标准的线性稳压器。这个空调器应用是为宽压市电(85-265vac)而开发的。如图5所示，待机功耗总是低于1w，符合能源之星的待机功耗标准的规定。图6所示是在5v输出无负载条件下测量到的能效值。
图5: 待机条件下功耗曲线图
图6: 效率测量结果
3 演示板描述
3.1 电路板布局
这是一个单层电路板设计，下层是铜线，上层是丝网印刷面。两个线路如图7所示，这个电路板的尺寸为50x40mm。
图7: 电路板布局(尺寸为50x40mm)
3.2 材料单
表3给出了开发这个应用所需的组件的详细清单。
表3 viper22电源应用组件清单
一文读懂SMP、NUMA、MPP三大体系结构
网络分析仪如何避免损害的措施和常见故障
大陆九大彩电企业下53亿美元大单采购台企面板
如何让机器人减少摔倒呢？新算法让机器人在失去平衡的一瞬间采取纠正措施
三基色灯是什么意思_三基色灯的优缺点
基于VIPer22A的空调开关电源设计
采用DS80C400芯片软件的互联网扬声器
ADuM1510 基于ADI公司iCouple技术的单向、五
物联网：在开始之前要问的6个问题
水库河道生态流量监测与防灾预警系统解决方案
韦尔半导体首度挺进全球前十大芯片设计榜单；中国AR/VR市场增速位列全球第一
ACM6753无霍尔传感器 三相正弦波直流无刷电机BLDC马达驱动IC方案
电路系统常用的图形符号
陶瓷电容与汽车行业的发展
AD7147 新的电容器数位转换器
新款Moto Razr曝光搭载了骁龙710处理器拥有6GB+128GB的存储
中美贸易战之后，装备制造业呈现三大拦路虎
基本半导体推出UPS的碳化硅MOSFET模块BMF240R12E2G3
奇数分频器的介绍和实现
PCBA打样上锡不饱满的常见原因