VIPer22A-E系列：低功耗离线SMPS初级开关器的卓越之选

在电子工程师的日常设计工作中，选择合适的开关器对于电源供应的稳定性和效率至关重要。今天，我们就来深入探讨一下VIPer22A-E、VIPer22ADIP-E和VIPer22AS-E这三款低功耗离线SMPS初级开关器。

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产品概述

VIPer22A-E系列将专用的电流模式PWM控制器与高压功率MOSFET集成在同一硅芯片上，这种高度集成的设计为工程师们带来了诸多便利。它具有固定的60kHz开关频率，能有效减少电磁干扰；9V至38V的宽范围(V_{DD})电压，使其在不同的电源环境下都能稳定工作；采用电流模式控制，能更好地实现对输出电流的精确控制。此外，该系列还具备辅助欠压锁定和滞后功能、高压启动电流源，以及过温、过流和过压保护并能自动重启，大大提高了产品的可靠性和稳定性。

典型功率能力

市电类型	SO - 8	DIP - 8
欧洲（195 - 265 Vac）	12 W	20 W
美国/宽范围（85 - 265 Vac）	7 W	12 W

从这个表格中我们可以看出，不同封装形式在不同市电类型下的功率能力有所差异。工程师们在设计时需要根据实际的功率需求来选择合适的封装。

电气数据

最大额定值

在使用该系列产品时，我们必须严格遵守其最大额定值。例如，开关漏源电压(V{DS(sw)})在(TJ = 25 ... 125 °C)时为 - 0.3 ... 730 V，启动漏源电压(V{DS(st)})在相同温度范围内为 - 0.3 ... 400 V。超出这些额定值可能会导致设备永久性损坏，影响产品的可靠性。

热数据

热数据对于评估产品的散热性能至关重要。不同封装形式的热阻有所不同，以SO - 8和DIP - 8为例，热阻(R{thJC})和(R{thJA})都有各自的最大值。在设计散热方案时，我们需要根据这些数据来选择合适的散热措施，确保产品在正常的温度范围内工作。

电气特性

功率部分

功率部分的参数包括漏源电压(BV{DSS})、关态漏电流(I{DSS})、静态漏源导通电阻(r{DS(on)})等。这些参数直接影响着产品的功率转换效率和性能。例如，(r{DS(on)})的值越小，在导通时的功率损耗就越小，效率也就越高。

供电部分

供电部分的参数如启动充电电流(I{DDch})、热关断时的启动充电电流(I{DDoff})、工作电源电流(I{DD0})和(I{DD1})等，对于了解产品的功耗和启动特性非常重要。工程师们可以根据这些参数来优化电源设计，降低功耗，提高产品的能效。

振荡部分

振荡部分的振荡器频率总变化范围在(V{DD}=V{DDoff} ... 35 V)、(T_{J}=0 ... 100 °C)时为54 - 66 kHz，典型值为60kHz。稳定的振荡频率对于保证产品的开关稳定性和输出质量至关重要。

PWM比较器部分

PWM比较器部分的参数如(I{FB})到(I{D})电流增益(G{ID})、峰值电流限制(I{Dlim})等，直接影响着产品的电流控制和调节能力。通过合理设置这些参数，我们可以实现对输出电流的精确控制，满足不同应用场景的需求。

过温部分

过温部分的热关断温度(T{SD})和热关断滞后(T{HYST})参数，为产品提供了过温保护功能。当温度超过(T_{SD})时，产品会自动进入热关断状态，当温度下降到一定程度后，又会自动重启，确保产品在安全的温度范围内工作。

引脚连接和功能

引脚连接图

VIPer22A-E系列有SO - 8和DIP - 8两种封装形式，其引脚连接图清晰地展示了各个引脚的位置和连接方式。这对于我们在实际设计中进行电路板布局和焊接非常重要。

引脚功能

引脚名称	引脚功能
(V_{DD})	控制电路的电源，启动时通过连接到漏极的高压电流源提供充电电流。有启动阈值(V{DDon})（典型值14.5V）和关断阈值(V{DDoff})（典型值8V）。
SOURCE	功率MOSFET源极和电路接地参考。
DRAIN	功率MOSFET漏极，启动阶段用于为外部(V_{DD})电容充电。
FB	反馈输入，有用电压范围为0V至1V，定义峰值漏极MOSFET电流，短路到SOURCE引脚可实现电流限制。

了解每个引脚的功能，有助于我们正确地使用和控制产品，实现预期的设计目标。

工作原理

矩形U - I输出特性

对于电池充电器等应用，通过采用二次反馈和集成OR功能，可以实现精确的输出特性，即矩形U - I输出特性。这种特性对于电池充电非常有用，能够在不同的充电阶段提供合适的电压和电流，提高充电效率和电池寿命。

宽范围(V_{DD})电压

(V_{DD})引脚电压范围为9V至38V，这种宽范围的设计为工程师们提供了更大的设计灵活性。采用正向配置供电可以减少启动时间，即使在输出电压很低或为零时，也能保持输出电流特性。在实际设计中，我们可以根据具体的应用需求来充分利用这一特性，优化电源设计。

反馈引脚工作原理

反馈引脚FB通过控制电流来调节功率MOSFET的开关状态。通过一系列的公式推导，我们可以了解到FB引脚电流与漏极电流之间的关系。在实际应用中，通常使用光耦来驱动FB引脚，当光耦关闭时，可以近似认为FB引脚电压接近0V。当漏极电流达到一定值时，产品会进入突发模式工作，这对于轻载情况下的节能非常重要。

启动序列

产品通过连接在漏极的高压启动电流源来启动。当输入电压施加后，启动电流源开始工作，直到(V{DD})达到(V{DDon})，启动电流源关闭，产品开始正常工作。在启动过程中，(V_{DD})电容的大小非常关键，如果电容值过小，可能会导致启动失败。

过压阈值

(V{DD})引脚上的过压检测器可以在(V{DD})超过(V{DDovp})时使产品自动复位。当(V{DD})下降到(V_{DDoff})后，产品会自动恢复正常工作。这种过压保护功能有效地提高了产品的可靠性和稳定性。

应用场景

VIPer22A-E系列的典型应用涵盖了电池充电器适配器、电视或显示器的待机电源、电机控制的辅助电源等领域。其高性能和高可靠性使得它在这些应用中得到了广泛的应用。

总结

VIPer22A-E系列低功耗离线SMPS初级开关器以其高度集成的设计、丰富的保护功能和良好的电气特性，为电子工程师们提供了一个优秀的电源解决方案。在实际设计中，我们需要根据具体的应用需求，合理选择封装形式、优化引脚连接和参数设置，充分发挥该系列产品的优势，设计出高效、可靠的电源系统。

各位工程师们，在你们的设计中是否使用过类似的开关器呢？在使用过程中遇到过哪些问题和挑战？欢迎在评论区分享你们的经验和见解。