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AN2097 应用说明 VIPower:采用VIPer22A的10W 空调开关电源 1. 摘要 新的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 下文介绍的电路板是为改进图1所示的特性而专门开发的，本文在表1列举的技术规格方面 讨论了空调开关电源应用。 表 1：电气规格 输入交流电压范围 85-265Vac 输出 1 12V 输出 2 5V/400mA( 连接输出 1的线性稳压器 ) 纹波电流 50mA连续电流 输出电流 （12V和 5V） 600mA峰值电流，小于 5分钟 待机功耗 1W 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 AN2097-应用说明 -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 宽压范围（85-265V） 单电源电压范围 （180-265V） SO-8 DIP SO-8 DIP VIPer12A 5W 8W 8W 13W VIPer22A 7W 12W 12W 20W 1.2. 结构框图 2 AN2097-应用说明 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，后者在 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，然后，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