STEVAL - ISA006V1：6W非隔离反激拓扑电源设计解析

在电子设备的设计中，电源模块的设计至关重要，它直接影响着整个系统的性能和稳定性。今天我们就来深入探讨一下ST公司推出的STEVAL - ISA006V1 6W非隔离反激拓扑电源。

文件下载：STEVAL-ISA006V1.pdf

一、电源特性

1. 通用开关模式电源

STEVAL - ISA006V1属于开关模式通用电源，能够适应多种不同的应用场景。

2. 输入输出参数

• 输入范围：支持90至264Vac的输入电压，频率为50/60Hz，这使得它在全球不同地区的电网环境下都能稳定工作。
• 主输出：经过稳压处理，输出电压为5V，电流可达500mA，同样适用于50/60Hz的频率。
• 第二输出：提供15V的输出电压，电流为200mA。
• 峰值输出功率：达到5.5W，能够满足一些中小功率设备的供电需求。

大家在实际应用中，是否遇到过因为电源输入输出参数不匹配而导致设备无法正常工作的情况呢？

二、设计概述

1. 设计用途

该参考设计是基于VIPer12AS单片设备的辅助电源，可用于产生多个非隔离的正电压或负电压输出，为不同的电路模块提供合适的电源。

2. 拓扑结构

采用离线不连续电流模式反激式转换器，输入和输出之间不进行隔离。与基于降压转换器的电源相比，反激拓扑能够更好地发挥VIPer12AS的电流能力。同时，不提供输入输出隔离大大简化了变压器的设计和生产，降低了电源的成本。

3. 芯片特性

VIPer12AS将PWM控制器（带有60kHz内部振荡器）和垂直功率MOSFET开关集成在一个SO - 8封装中，集成度高，减小了电源模块的体积。

4. 设计变体

该电源有四种变体，并且通过不同的组装选项集成在参考板上，方便工程师根据实际需求进行选择和调整。

三、ST组件

1. VIPer12AS

作为离线开关电源（SMPS）的初级芯片，是整个电源的核心控制部分。

2. 二极管

• STPR120A二极管：快速恢复二极管，反向恢复时间trr = 25ns，耐压200V，电流1A，采用SMA封装。
• STPS1L40A二极管：肖特基二极管，耐压40V，电流1A。

  3. 电压参考

  TS2431ILT可编程并联电压参考，用于提供稳定的参考电压，保证电源输出的稳定性。

四、电路描述

1. 输入部分

输入电容C1通过由二极管D1和D2组成的单整流电路从市电充电。使用两个串联的二极管是为了满足EMI要求，能够承受2kV的突发脉冲。电容C1与电容C2和电感L1组成EMI滤波器，对输入电压进行滤波处理。

2. 变压器部分

在开关周期的导通时间内，C2上的直流电压通过VIPer12的内部功率MOSFET开关施加到变压器的初级绕组。由电阻R3和电容C6组成的缓冲电路可以减少由于寄生漏电感在变压器初级绕组上产生的电压尖峰。

3. 输出部分

电源通过整流器D4和D5以及平滑电容C3和C4，从变压器的两个绕组提供两个输出。VIPer12AS通过晶体管Q2和二极管D7由15V输出电压供电。

4. 反馈控制

电压反馈回路通过电阻分压器R5、R7检测5V输出。控制IC U2将电阻分压器的输出电压与2.5V的内部参考电压进行比较，并相应地改变阴极电压，以保持5V输出的稳定。FB引脚电流会降低初级峰值电流，从而减少输送到输出的功率。

五、修订历史

该设计于2007年7月20日首次发布，版本为Rev 1。

六、注意事项

在使用STEVAL - ISA006V1电源模块时，需要注意ST公司的相关声明。ST保留对文档、产品和服务进行更改、修正、修改或改进的权利，且不另行通知。购买者需自行负责产品的选择、使用，ST对产品的选择和使用不承担任何责任。同时，未经ST授权代表书面批准，该产品不建议用于军事、航空、航天、救生或维持生命的应用，以及可能导致人身伤害、死亡或严重财产损失的产品或系统中。

大家在实际设计中，对于这种非隔离电源的使用有什么独特的经验或遇到过什么问题吗？欢迎在评论区分享交流。