VIPer22a电路图
引 言
开关电源通过电路控制开关管进行高速的导通与截止, 将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压, 从而产生所需要的一组或多组电压[ 1 ] 。它具有效率高的特性, 而且开关电源的变压器体积比串联稳压型电源的要小得多, 电源电路比较整洁, 整机重量也有所下降, 所以成为当今电
源发展的一种趋势。本文采用V IPER22A芯片设计了一种开关电源。
2 V IPER22A芯片概述
意法半导体的V IPER22A芯片为专用开关电源集成电路。其内部结构如图1所示。 芯片工作时, 直流电压从漏极脚进入集成电路, 经整流和稳压后供给开关电源工作, 从而使这个电路工作时不需要外接启动电阻。即使VDD供电电路不正常, 电源电路的振荡电路仍能起振, 而且
图1 V IPER22A芯片内部结构
电路有输出电压。在VDD正常前, 由芯片内部自身供电, 经过很短时间后, VDD供电
电源正常, 此时,利用门电路控制开关电路(ON /OFF)断开从栅极输入的供电回路。V IPER22A 有过热、过压保护功能。VDD从4脚输入后, 首先送入比较器, 一旦输入VDD ?42 V, 则触发器( FF1)输出一个置位信号
1使控制振荡电路工作的触发器( FF2)输出为0,锁住U2 , 振荡信号无法输出, 即开关管不工作。当输入电压小于1415 V时, U3 也将输出一个复位脉冲, 使开关管不工作。当电路过热时, R1 为1,将FF2置0, 开关管不工作。当供电电压VDD在正常范围时, FB所得的取样电压与基准电压0123 V相比较, 用其比较结果去控制FF2 的转换频率,从而控制开关管的状态转换, 实现控制输出电压,达稳压的功能。该集成电路芯片内部包含60kHz的振荡电路, 其外围电路相当简单。
3 V IPER22A开关电源电路
本文所使用的V IPER22A芯片具有优良的控制功能, 使得外围电路的设计较简单, 只需考虑一般的短路、过载电路保护即可。电路原理图如图2。
图2 电路原理图
在交流电源的输入端接电容C0 用于滤除低频差模噪声, 接扼流圈用于过滤掉电网上的干扰, 同时也滤掉电源对电网的干扰。220 V的交流电源输入后, 经四个二极管构成的桥式整流电路整流, C1 滤波后输出一个300 V
左右的直流信号。由于V IPER22A处于工作状态,在其内部场效应管截止时, 会在变压器初级两端产生大于300 V的电压, 利用R1、C2 和D5 构成防冲激电路, 使其电压有一个释放回路, 以免激穿V I2PER22A内部场效应管。
整流滤波后的直流电供给开关电源IC转换成高频的交流信号, 经变压器耦合输出各路低电压的交流信号。由于输入电压较高, 所以二极管的耐压值要很高, 而且电容的容量也要很大。互感产生的交流脉冲电压经D6 整流、R2限流和C3、C6 滤波后作为开关芯片的供电电压。由于V IPER22A的特殊结构, 如无VDD时可实现内部供电, 所以R2 即使击穿开路, 仍有电压输出, 但不正常。同时, VDD也为取样回路中的光
耦的接收部分供电。另一部分电感感应到的脉冲电压经D8 整流, 又经电感L2、电容C12、C13、C14滤波后, 输出+ 5 V电压。+ 5 V电压同时经稳压管Z2 后给光耦电路发射部分供电, 通过光耦的接收部分接收到的光作为取样信号, 从V IPER22A的3脚FB输入到芯片, 从而去控制开关管的开关频率, 控制电源电压的稳定, 起到稳压的作用[ 2 ] 。本电源电路由于前后级是通过光耦进行互相控制, 这样很好地隔离了前后级。同时, 变压器电感线圈另一端经D7整流C10滤波后输出+ 12 V的电压。变压器的一部分电感线圈经D10整流、C15滤波后输出- 24 V电压。同时, 经R4 降压、- 12 V稳压管Z1 稳压和C17滤波后输出- 12 V的电压。与+ 5 V电压输出一样, 变压器电感线圈输出的脉冲电压经D9 整流、电感L1、电容C16、C18、C19滤波后输出+ 9 V直流电压。
4 结束语
本文设计的开关电源采用V IPER22A 控制芯片, 由于它优异的性能, 使得控制电路
在设计上比较简单。另外在电路的设计上直接对220 V的交流电压进行整流控制变成高频的交流电压, 而没有采用变压器降压后再控制, 这样就有效地减小了开关电源的体积。在交流输入端加入了扼流圈, 有效地将电网和电源隔离开来, 减小了互相的影响。输出电压采样使用了线形光耦采样, 将电源的输入和输出地线有效地进行了隔离, 也大大降低了地线反馈回路的影响, 从而抑制了电源输出的纹波。通过设计、制作和测试, 证明了按该思路研制出的开关电源是一种电路简单、可靠性高、实用价值强的支流稳压电源。
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