viper22a1　

引　言
開關電源通過電路控制開關管進行高速的導通與截止, 將直流電轉化為高頻率的交流電給變壓器進行變壓, 從而產生所需要的一組或多組電壓[ 1 ] 。它具有效率高的特性, 而且開關電源的變壓器體積比串聯穩壓型電源的要小得多, 電源電路比較整潔, 整機重量也有所下降, 所以成為當今電
源發展的一種趨勢。本文采用v iper22a芯片設計了一種開關電源。
2　v iper22a芯片概述

意法半導體的v iper22a芯片為專用開關電源集成電路。其內部結構如圖1所示。
芯片工作時, 直流電壓從漏極腳進入集成電路, 經整流和穩壓后供給開關電源工作, 從而使這個電路工作時不需要外接啟動電阻。即使vdd供電電路不正常, 電源電路的振蕩電路仍能起振, 而且
圖1　v iper22a芯片內部結構
電路有輸出電壓。在vdd正常前, 由芯片內部自身供電, 經過很短時間后, vdd供電電源正常, 此時,利用門電路控制開關電路(on /off)斷開從柵極輸入的供電回路。v iper22a 有過熱、過壓保護功能。vdd從4腳輸入后, 首先送入比較器, 一旦輸入vdd ≥42 v, 則觸發器( ff1)輸出一個置位信號
1使控制振蕩電路工作的觸發器( ff2)輸出為0,鎖住u2 , 振蕩信號無法輸出, 即開關管不工作。當輸入電壓小于1415 v時, u3 也將輸出一個復位脈沖, 使開關管不工作。當電路過熱時, r1 為1,將ff2置0, 開關管不工作。當供電電壓vdd在正常范圍時, fb所得的取樣電壓與基準電壓0123 v相比較, 用其比較結果去控制ff2 的轉換頻率,從而控制開關管的狀態轉換, 實現控制輸出電壓,達穩壓的功能。該集成電路芯片內部包含60khz
的振蕩電路, 其外圍電路相當簡單。
3　v iper22a開關電源電路
本文所使用的v iper22a芯片具有優良的控制功能, 使得外圍電路的設計較簡單, 只需考慮一般
的短路、過載電路保護即可。電路原理圖如圖2。
圖2　電路原理圖
在交流電源的輸入端接電容c0 用于濾除低頻差模噪聲, 接扼流圈用于過濾掉電網上的干擾, 同時也濾掉電源對電網的干擾。220 v的交流電源輸入后, 經四個二極管構成的橋式整流電路整流, c1 濾波后輸出一個300 v
左右的直流信號。由于v iper22a處于工作狀態,在其內部場效應管截止時, 會在變壓器初級兩端產生大于300 v的電壓, 利用r1、c2 和d5 構成防沖激電路, 使其電壓有一個釋放回路, 以免激穿v i2
per22a內部場效應管。
整流濾波后的直流電供給開關電源ic轉換成高頻的交流信號, 經變壓器耦合輸出各路低電壓的交流信號。由于輸入電壓較高, 所以二極管的耐壓值要很高, 而且電容的容量也要很大。互感產生的交流脈沖電壓經d6 整流、r2限流和c3、c6 濾波后作為開關芯片的供電電壓。由于v iper22a的特殊結構, 如無vdd時可實現內部供電, 所以r2 即使擊穿開路, 仍有電壓輸出, 但不正常。同時, vdd也為取樣回路中的光耦的接收部分供電。另一部分電感感應到的脈沖電壓經d8 整流, 又經電感l2、電容c12、c13、c14濾波后, 輸出+ 5 v電壓。+ 5 v電壓同時經穩壓管z2 后給光耦電路發射部分供電, 通過光耦的接收部分接收到的光作為取樣信號, 從v iper22a的3腳fb輸入到芯片, 從而去控制開關管的開關頻率, 控制電源電壓的穩定, 起到穩壓的作用[ 2 ] 。本電源電路由于前后級是通過光耦進行互相控制, 這樣很好地隔離了前后級。同時, 變壓器電感線圈另一端經d7整流c10濾波后輸出+ 12 v的電壓。變壓器的一部分電感線圈經d10整流、c15濾波后輸出- 24 v電壓。同時, 經r4 降壓、- 12 v穩壓管z1 穩壓和c17濾波后輸出- 12 v的電壓。與+ 5 v電壓輸出一樣, 變壓器電感線圈輸出的脈沖電壓經d9 整流、電感l1、電容c16、c18、c19濾波后輸出+ 9 v直流電壓。

4　結束語
本文設計的開關電源采用v iper22a 控制芯片, 由于它優異的性能, 使得控制電路在設計上比較簡單。另外在電路的設計上直接對220 v的交流電壓進行整流控制變成高頻的交流電壓, 而沒有采用變壓器降壓后再控制, 這樣就有效地減小了開關電源的體積。在交流輸入端加入了扼流圈, 有效地將電網和電源隔離開來, 減小了互相的影響。輸出電壓采樣使用了線形光耦采樣, 將電源的輸入和輸出地線有效地進行了隔離, 也大大降低了地線反饋回路的影響, 從而抑制了電源輸出的紋波。通過設計、和測試, 證明了按該思路研制出的開關電源是一種電路簡單、可靠性高、實用價值強的支流穩壓電源