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采用VIPower技术的SMPS(开关电源)单片解决方案

意法半导体2004年5月13日在线座谈


电源在电子设备中是非常重要的,它关系到设备正常和可靠地工作。ST公司革命性的离线开关电源调整器VIPer系列把优化的高压耐雪崩的载流子垂直迁移的功率MOSFET和一流的PWM电路结合起来,具有智能增强调整功能。VIPer XX系列创新的AC/DC转换更简单更快速,内置有保护控制,所需的外部元件数只有一半,因此节省了尺寸并更便宜,同时能增加AC/DC转换器的可靠性。采用VIPerXX系列,能使性价比非常优秀的产品更快地走向市场,如打印机、扫描仪、数字卫星接收器、数字视频盘、辅助开关电源、电池充电器、VCR、TV、白色家电和其它产品。

VIPerXX系列具有优化的电流模式控制器和完善的内置保护电路,是最容易实现和Eco标准兼容的"蓝天使"和"节能星"解决方案,当系统在待机状态时消耗的总功耗小于1W。

这次在线座谈, ST公司重点介绍其VIPerX2A和VIPerX3开关电源系统解决方案,包括它的原理、性能特点和各种应用。


精彩问答:

问1.用VIPer12做非隔离式电源(220VAC-18VDC),应怎样选择电感线圈,才能使电源的带负载能力更强?

2.输入为220VAC时,输出为18VDC时,最强带负载能力能达到多少mA?

答:1.采用隔离拓扑结构,VIPer12的最大负载限制于内部限流,这将使开关电源工作于连续模式。

2.取决于连续工作模式,最大电感电流不能超过0.32A。

问:1、采用VIPower技术的SMPS(开关电源)单片解决方案,是否可以用于任何开关电源?

2、采用VIPower技术的SMPS(开关电源)单片解决方案,是否可以用于对交流电的“零电压”的侦查?

答:目前为止,ST公司开发出的 VIPER 系列产品,适用于中小功率的电源产品,拓扑结构主要是针对隔离反激式和非隔离的降压式、升压式电路结构。

问:1:Viper22最大输出功率是多少? Viper22 pin5,6,7,8 是    否可以只设计成一个pin脚,其余的3个加到“S”Pin上。

2:Viper22之后提出的系列內部是否具有Opp功能?

答:1,输入85-265VAC Viper22ADIP 13W MAX,
Viper22AS 8W MAX。
2,具有Opp功能。

问:在用VIP12时,发现其D极的尖峰很高,就像变压器的漏感很大一样,可是变压器的漏感已经做得很小了,这导致在测试EMC时,很多频点超标;另外,用VIP12时,其输出在空载时,输出电压会跳动,为了降低待机功耗,又不便加虚负载。这些如何解决?

答:尖峰电压主要是由漏感产生的,要求漏感在主电感值3%以下,建议你尝试改变RCD吸收电路的参数,或进一步减小漏感。

在输出空载时,要保证VIPER12的Vdd电压高于Vddoff值,这样输出才能保证稳定!建议增加辅助线圈的圈数。

问:考虑EMC,EMI时,是否需要前置滤波器?

答:有前置滤波器会更好。

问:工程师最关心的就是价格,最大功率。能用在TV上吗?与L6565现比有什么优点?

答:L6565 是ST的老型号,与之相比viper 系列性价比更高。

问:SMPS中如何降低波纹系数和电磁干扰?

答:次级采用低ESR电解电容,选择合适的LC滤波器。对于EMI请在变压器回路补偿共模电路。

问:是否需要使用光耦合器或光隔离器?为什么?

答:可以在初级采用基准稳压器替代光耦,但输出电压精度会差些。

问:在重启状态下,输出是保持原输出电压,还是0V?

答:在重启状态下,输出通常是不稳定的,但viper 能保证它是安全的。

问:请问:我现有一电源要求足5v-2.5A,12V-0.25A是否可用VIPer22A实现,变压器怎样设计。

答:功率是15.5W ,请用Viper53E ,并在ST网站上有参考设计。www.st.com/vipe software。

问:请问:如何在省掉共模电感和y电容的情况下通过EMI(即设计时需要注意些什么)?

答:1)对于变压器设计非常重要:

例如:(1)保护绕组;

(2) 绕组次序;

(3绕组方向。

2)PCB 设计

3)RCDclamp

问:VIPer设计工具中有没有变压器设计工具?

答:有!在设计变压器时应特别注意不同的磁性材料的特性。

问:VIPer解决方案的具体内容?是否是PWM或PWM+MOSFET?有何特别的地方?

答:VIPer解决方案是中小功电源方案中性价比非常高的方案。

1.较少的外部元件,可大大节省PCB空间,减小产品体积;

2.优化系统的可靠性。

问:在适配器后面要接三端电压源如7805,适配器的输出电压和7805的输出电压该如和选择?压差多大合适?

答:标准7805至少需要2V的压降。

问: 在PCB布局上如何有利降低波纹系数和EMI?

答:在大电流回路采用平行布线,路径越短越好。 问:请问VIPer怎样保证输出电压在瞬间有较大的变化时仍然都会在稳定范围之内(其稳压范围最大是多少)?

答:VIPer采用集成电流型PWM控制器,对次级电压瞬变的响应速度快;在输出回路瞬变时保证输出电压变化小于5%。

         
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