DIP-8封装单片高压功率型开关电源模块

1 VIPer22A器件功能简介

VIPer22A型单片式开关电源功率变换器的封装形式为DIP-8：D—正端，即功率MOSFET的漏极，5p6p7p8脚(并联)；S—负端，1p2脚（并联），即是功率MOSFET的源极；UDD—自给电源端，也是芯片外自激电源端，4脚；FB—输出电压反馈端，3脚。封装形式为8脚，实际只有4端，简便好记，也易于制板，如图1所示。

VIPer22A单片式开关电源功率变换器内部电路结构框图示于图2。由于器件正端和负端都通过较大电流，采用并联方式以增大容量，在绘制印制板电路图时，该两端多制成较大面积的铜箔，并在焊装VIPer22A器件时直接将器件底面压贴在这大面积铜箔上，相当于加了一个小小散热器。

该器件虽是DIP-8封装，却内置了高压功率MOSFET，漏-源极的击穿电压可达730V以上，极限电流典型值为0.7A，通态电阻15Ω，输入电压在由85VAC～265VAC范围内波动时，仍可输出12W的功率。该器件还具有过流、过压和过热等带迟滞特性的保护功能（详见第3节），因此，其工作稳定可靠性能极好，可方便地采用市电供电，制作出多种规格的低压小功率直流电源。只要变压器等参数设计无误，几乎无需调试，连通电路就能正常投入运行。

2 采用VIPer22A器件制作的的12V开关电源整体电路工作原理

2.1 启动简述

应用单片开关电源变换器VIPer22A制作的的12V开关电源，其电原理图如图3所示。市电AC220V接通瞬间，通过高频变压器T1原边绕组W1，VIPer22A变换器N1内的高压电流源即投入运行，自动开启芯片内部的自给电源UDD。功率MOSFET即投入工作，T1原边绕组W1流过电流，该电流在变压器磁芯中产生磁通，各绕组中出现感生电压，其方向如同名端符号所示。辅助绕组W2中的感生电压即通过整流管VD6向电容C9充电，C9并联于UDD端电源上，UDD端就成了连续不断的自激式直流电源，开始为芯片供电。至此，VIPer22A变换器就完成了启动程序。

2.2 电流控制模式参与稳压

2.2.1 电流反馈

VlPer22A启动瞬间，PWM输出脉冲电压驱动功率MOSFET导通，变压器T1初级流过迅速增大的电流ID。当电流达到极限值时，取样电流IS在RS上的降压将大于0．23v，过电流比较器输出高电平，关闭驱动电路，功率MOSFET截止，负载电流回落。

2.2.2 电压反馈转换成电流反馈

当T1副边绕组电压建立之后，N1的FB端得到一个与W2绕组电压成正比的反馈电流IFB，它与取样电流IS叠加，在电阻RS上产生综合电压。综合电压开始作用于过电流比较器上，对PWM实施调整，从而稳定了输出电压。

2.2.3 电流反馈的优点

通常的电源芯片，其稳压过程仅由反馈电压控制,反馈取样电流仅用于过流保护；而该芯片的稳压过程既有反馈取样电流，又有反馈电压，源电压效应极优，负载效应也优于没有电流控制的开关电源，确保稳压精度高于通常的电源芯片——既适用于市电波动大的场合，也适用于负载有波动的场合。电流反馈是直接显现在取样电阻RS上的，没有经过二阶电路，响应速度快，增益大，动态稳定性好，可靠程度高,兼具过流和短路保护功能,也宜于多个整机均流并联运行。

2.2.4 实属电流与电压双环控制的混合工作模式

通过以上叙述可看出，电流控制型PWM并非仅有电流控制，实际上是双环控制。电流控制封装在芯片内环，如图2所示，无需在外部实施，主要应对源电压（包括工频整流电压）波动和T1原边电流波动。电压控制则在外环，如图3所示，反馈电压通过N2和N3等元器件施加于芯片的反馈端FB，像普通电源芯片一样，可以同时应对负载波动和源电压波动。

2.3 自给电源加自激电源

值得一提的是，图3所示的功率型开关电源中，没有一般开关电源中那样的辅助电源，当来自高压电流源的UDD端电压达到开启电压值Vdd（on）＝14.5V时，高压电流源被关断；当UDD端电压降至为芯片关断值Vdd（off）＜8V时，高压电流源又自动开启。UDD端先是N1内的自给电源起作用，功率MOSFET投入工作后，N1外的T1辅助绕组W2等构成的自激电源又并接于UDD端。就这样，“自给”加“自激”，确保了N1的持续振荡，但又不是通常所说的那种不太稳定的自激振荡频率，而是N1内稳定的他激振荡频率60kHz，独树起该集成电路的鲜明特性，故而电路结构简练，稳定可靠程度高。输出电压反馈端FB的电压范围在0V～1V之间。

2.4 稳压过程

2.4.1 单端反激式变换器的特点

图3电路，在功率MOSFET导通瞬间，绕组W3同名端与W1相反，整流管VD7呈反向偏置状态；功率MOSFET截止时，VD7导通，故称此变换器为单端反激式变换器，也称电感储能式变换器—向电容C10和C12充电，即变压器T1绕组有电感的