VIPer100-E SMPS初级IC

描述
Viper100-E采用Vipower M0技术制造，在同一个硅片上结合了一种先进的脉宽调制电路和一种优化的高压垂直功率mosfet（620V/3A）。
典型的应用包括离线电源，其二次电源容量在宽范围条件下为50W，在单范围或双倍配置下为100W。它与一级或二级调节回路兼容，尽管与离散解相比，使用的成分减少了约50%。突发模式操作是该设备的一个附加功能，提供在无需额外组件的待机模式下操作的能力。

引脚说明
漏极引脚（集成功率mosfet漏极）：
集成功率mosfet漏极管脚。它通过一个集成的高压电流源在启动过程中提供内部偏置电流，该电流源在正常运行过程中关闭。该设备能够在正常工作期间处理未截获电流，确保对电压浪涌、PCB杂散电感的自我保护，并允许低输出功率的无缓冲操作。
源引脚：
功率mosfet源引脚。一次侧电路公共接地连接。
VDD引脚（电源）：
此引脚提供两个功能：
对应于电路控制部分的低压电源。如果V低于DD
8V，启动电流源被激活，输出功率mosfet被关闭，直到V电压达到11V。在此阶段，内部电流消耗降低，V引脚产生约2mA的电流，comp引脚对地短路。之后，电流源关闭，设备尝试通过再次切换来启动。
该引脚还连接到误差放大器，以便进行一次和二次调节配置。在一次调节的情况下，采用内部13V微调参考电压，使电压保持在13V；二次调节时，通过变压器设计，在V引脚上施加8.5V～12.5V的电压，使跨导放大器的输出保持在较高的状态。comp管脚作为恒流源，可以很容易地连接到光耦的输出端。注意，由于调节回路故障引起的任何过电压仍由误差放大器通过V电压检测，电压不能超过13V。输出电压将略高于标称电压，但仍处于控制之下。
补偿销
此引脚提供两个功能：
它是误差跨导放大器的输出，允许连接补偿网络，以提供调节回路所需的传输功能。它的带宽可以很容易地调整到需要的值与通常的组件值。如上所述，二次调节配置也通过comp pin实现。
当comp电压低于0.5v时，电路关闭，功率mosfet的占空比为零。此功能可用于关闭转换器，并由调节回路（无论配置如何）自动激活，以在输出功率可忽略或负载打开的情况下提供突发模式操作。
引脚说明
OSC引脚（振荡器频率）
一个R-C网络必须连接在上面才能定义开关频率。请注意，尽管r与v连接，但对于从8v到15v的v，不会发生显著的频率变化。当连接到外部频率源时，它还提供同步能力。

典型电路4典型电路 带辅助电源反馈的离线电源

带光耦反馈的离线电源

操作说明
电流模式拓扑：
与Viper100-E中集成的电流模式控制方法一样，电流模式控制方法使用两个控制回路-一个内部电流控制回路和一个外部电压控制回路。当功率mosfet输出晶体管打开时，用sensefet技术监测电感电流（变压器的初级侧），并将其转换成与该电流成比例的电压v。当V达到V（放大输出电压误差）时，电源开关关闭。因此，外部电压控制回路定义了内部回路通过电源开关和变压器的一次绕组调节峰值电流的水平。
由于电流模式控制固有的输入电压前馈特性，确保了良好的开环直流和动态线路调节。这将改善线路调节，对线路变化进行瞬时校正，提高电压调节回路的稳定性。
电流模式拓扑也确保了在短路情况下的良好限制。在第一阶段，输出电流随调节回路的动态而缓慢增加。然后达到内部设置的最大限制电流，最后由于V上的电源不再正确而停止。对于特定应用，可以通过外部限制comp引脚上的电压偏移来覆盖内部设置的最大峰值电流。集成消隐滤波器在集成功率mosfet通电后短时间内抑制了pwm比较器的输出。该功能可防止由于一次侧电容或二次侧整流器反向恢复时间引起的电流尖峰而导致开关脉冲异常或过早终止。

操作说明

一旦功率低于这个极限，辅助二次电压就开始增加，超过13V的调节水平，迫使跨导放大器的输出电压处于低状态（V<V）。这种情况导致关机模式，电源开关保持在断开状态，导致丢失周期和零占空比。一旦v回到调节水平并达到v阈值，设备再次运行。上述循环无限期地重复，提供了在正常工作时有效占空比远低于最小占空比的突发模式。等效开关频率也低于正常开关频率，从而降低了输入主电源线的损耗。此操作模式允许Viper100-E在待机模式下工作时，满足德国新的“蓝色天使”标准，系统总功耗小于1W。输出电压保持在正常水平，与突发模式对应的低频纹波。这种纹波的幅度很小，因为在这种情况下，输出电容和输出电流都很低，当功率恢复到高于p的水平时，正常工作就会自动恢复。COMP康普斯DD康普斯斯比
高压启动电流源5.3高压启动电流源
集成高压电流源在启动阶段提供来自漏极引脚的偏置电流。该电流部分被内部控制电路吸收，内部控制电路进入待机模式，降低了功耗，并提供给连接到V引脚的外部电容器。一旦该引脚上的电压达到uvlo逻辑的高电压阈值v，设备就变为激活模式并开始切换。启动电流发生器关闭，转换器通常应通过变压器的辅助绕组在V引脚上提供所需电流
如果出现异常情况，辅助绕组无法向V引脚提供低压电源电流（即转换器输出短路），外部电容器将放电至低阈值电压VOF（UVLO逻辑），装置将回到内部电路处于非活动状态待机模式，启动电流源被激活。变频器进入无休止的启动循环，启动占空比由Viper100e试图启动时的充电电流与放电电流之比确定。该比率通过设计固定为2A到15A，在230VRMS输入电压下，该比率提供12%的启动占空比，而启动时的功耗约为0.6W。DDDDOFF
这种低值启动占空比可防止短路时对输出整流器和变压器施加应力。
当设备开始切换时，V引脚上的外部电容器C必须根据转换器启动所需的时间进行调整。这个时间t取决于许多参数，其中变压器设计、输出电容、软启动特性以及在comp管脚上实现的补偿网络。以下公式可用于定义所需的最小电容器：VDDDDSS

电气过应力强度

由于强烈的输入电压浪涌或闪电，毒蛇可能会承受过大的电应力。在大多数情况下，遵循布局考虑足以防止灾难性损坏。然而，在某些情况下，通过变压器辅助绕组耦合的电压浪涌可能超过V引脚绝对最大额定电压值。此类事件可能触发V内部保护电路，该电路可能会被V大容量电容器的强放电电流损坏。可以实现中所示的简单rc滤波器，以提高应用程序对此类浪涌的免疫力。
输入电压浪涌保护
布局考虑
一些简单的规则保证了开关电源的正确运行。它们可以分为两类：
–最小化电源回路：必须仔细分析开关电源电流，相应的路径必须尽可能小的内环区域。这避免了辐射电磁兼容噪声，通过磁耦合传导电磁兼容噪声，并通过消除寄生电感提供了更好的效率，特别是在二次侧。

–对低电平和功率信号使用不同的轨道：信号和功率混合引起的干扰可能导致设备在出现剧烈的功率浪涌（输入过电压、输出短路…）时出现不稳定和/或异常行为。
对于毒蛇，这些规则如所示适用
–回路C1-T1-U1、C5-D2-T1和C7-D1-T1必须最小化。
–C6必须尽可能接近T1。
–信号部件C2、ISO1、C3和C4使用直接连接到设备电源的专用轨道。