VIPER12A-E：低功耗離線開關(guān)電源初級(jí)開關(guān)器的詳細(xì)解析

在電子工程師的日常設(shè)計(jì)工作中，選擇合適的電源開關(guān)器至關(guān)重要。今天，我們就來(lái)深入探討一款性能出色的低功耗離線開關(guān)電源初級(jí)開關(guān)器——VIPER12A-E。

文件下載：viper12a-e.pdf

一、產(chǎn)品概述

VIPER12A-E將專用的電流模式PWM控制器與高壓功率MOSFET集成在同一硅芯片上。它具有固定的60kHz開關(guān)頻率，(V_{DD})電壓范圍為9V至38V，采用電流模式控制，還具備帶遲滯的輔助欠壓鎖定、高壓?jiǎn)?dòng)電流源以及過(guò)溫、過(guò)流和過(guò)壓保護(hù)并可自動(dòng)重啟等特性。

典型功率能力

• 歐洲（195 - 265 Vac）：SO - 8封裝為8W，DIP - 8封裝為13W。
• 歐洲（85 - 265 Vac）：SO - 8封裝為5W，DIP - 8封裝為8W。

典型應(yīng)用

它適用于電池充電器適配器的離線電源、電視或顯示器的待機(jī)電源、電機(jī)控制的輔助電源等。

二、電氣數(shù)據(jù)

1. 最大額定值

對(duì)器件施加超過(guò)“絕對(duì)最大額定值”表中所列的應(yīng)力可能會(huì)對(duì)器件造成永久性損壞。需要注意的是，這些只是應(yīng)力額定值，并不意味著器件可以在這些或本規(guī)格書工作部分規(guī)定的任何其他條件下運(yùn)行。長(zhǎng)時(shí)間暴露在絕對(duì)最大額定值條件下可能會(huì)影響器件的可靠性。

2. 熱數(shù)據(jù)

在安裝在標(biāo)準(zhǔn)單面FR4板上，且200 (mm^2)的銅（至少35μm厚）連接到所有漏極引腳的情況下，熱阻數(shù)據(jù)如下：

三、電氣特性

1. 功率部分

2. 電源部分

3. 振蕩部分

4. PWM比較器部分

5. 過(guò)溫部分

四、引腳連接與功能

1. 引腳連接

VIPER12A-E有SO - 8和DIP - 8兩種封裝，其引腳連接方式如下：

• SO - 8：引腳1、2、3、5、6、7、8為SOURCE或DRAIN，4為(V_{DD})，6為FB。
• DIP - 8：引腳1、2、3、5、6、7、8為SOURCE或DRAIN，4為(V_{DD})，6為FB。

2. 引腳功能

五、關(guān)鍵特性解析

1. 寬范圍(V_{DD})電壓

(V_{DD})引腳電壓范圍為9V至38V，這為設(shè)計(jì)提供了很大的靈活性。采用正向配置為器件供電有兩個(gè)好處：一是器件開始開關(guān)后，能立即從輔助繞組獲得能量，可減小(C_5)電容，使用100nF的小陶瓷芯片即可滿足濾波功能，大大縮短了從輸入電壓開啟到輸出電壓出現(xiàn)的總啟動(dòng)時(shí)間；二是即使輸出電壓非常低或?yàn)榱?，也能保持輸出電流特性，因?yàn)門SM101也采用正向供電，無(wú)論輸出電壓如何，都能保持電流調(diào)節(jié)。

2. 反饋引腳工作原理

與傳統(tǒng)的PWM控制電路使用電壓輸入不同，F(xiàn)B引腳對(duì)電流敏感。功率MOSFET提供與主電流(I_D)成比例的檢測(cè)電流(I_S)，(R_2)接收該電流和來(lái)自FB引腳的電流，將(R2)兩端的電壓與約0.23V的固定參考電壓進(jìn)行比較。當(dāng)(R{2} cdotleft(I{S}+I{FB}right)=0.23 V)時(shí)，MOSFET關(guān)斷。通過(guò)推導(dǎo)可得(I{S}=frac{0.23 V}{R{2}}-I{FB})，再結(jié)合MOSFET的電流檢測(cè)比(G{ID})，可得(I{D}=G{ID} cdot I{S}=G{ID} cdotleft(frac{0.23 V}{R{2}}-I{FB}right))。當(dāng)FB引腳短路到地時(shí)可獲得電流限制，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于使用光耦驅(qū)動(dòng)FB引腳，很難真正將其短路到地。不過(guò)，電容(C)對(duì)FB引腳電壓進(jìn)行平均，當(dāng)光耦關(guān)閉（啟動(dòng)或短路）時(shí)，可假設(shè)相應(yīng)電壓非常接近0V。對(duì)于低漏極電流，只要(I{FB}{FBsd})，上述公式就有效，當(dāng)(I_{FB})超過(guò)該閾值時(shí)，器件將停止開關(guān)。