Vlper12A开关电源芯片在家用洗碗机控制器的应用

文章摘要：0 引言随着电子技术的发展，家电控制器的小型化、轻便化和低成本要求使得电源也朝着轻便、小薄、以及高效的方向发展。虽然传统的线性电源技术技术现在已经比较成熟，也具有大量集成化的线性稳压电源模块，而且稳定性能好、输出纹波电压小、使用可靠。但是，其通常需要体积大且笨重的工频变压器和隔离单元，而且滤波器的体积和重量也很大，因而其电源效率很低，一般只有45％左右，很难满足电子设备发展的要求。而开关电源由于不需要沉重的电源变压器，且具有体积小、重量轻、输入电压范围宽、效率高的优点，同时，随着开关电源的日趋高频化，其体积也更加小巧，因此，开关电源在家电产品的应用前景也更加广阔。1开关电源的工作原理开关型稳

Vlper12A开关电源芯片在家用洗碗机控制器的应用,标签：电源电路,电路设计,http://www.88dzw.com
0  引言

随着电子技术的发展，家电控制器的小型化、轻便化和低成本要求使得电源也朝着轻便、小薄、以及高效的方向发展。虽然传统的线性电源技术技术现在已经比较成熟，也具有大量集成化的线性稳压电源模块，而且稳定性能好、输出纹波电压小、使用可靠。但是，其通常需要体积大且笨重的工频变压器和隔离单元，而且滤波器的体积和重量也很大，因而其电源效率很低，一般只有45％左右，很难满足电子设备发展的要求。而开关电源由于不需要沉重的电源变压器，且具有体积小、重量轻、输入电压范围宽、效率高的优点，同时，随着开关电源的日趋高频化，其体积也更加小巧，因此，开关电源在家电产品的应用前景也更加广阔。

1开关电源的工作原理

开关型稳压电源通常采用功率半导体器件作为开关，通过控制开关的占空比来调整输出电压。由于开关型稳压电路中的调整管工作在开关状态，因而功耗小，电路效率高。开关电源的种类很多，按调整管与负载的连接方式可分为串联型和并联型，串连开关稳压电路为降压型电路，并联开关型稳压电路则是升压型电路。其调制方式可分为脉冲宽度调制(PWM)、脉冲频率调制(PFM)和混合调制。这其中尤以PWM最为盛行，本文主要介绍PWM开关电源。

一般情况下，各种方式开关电源的工作原理基本相同，图1所示为开关电源的基本结构方框图。开关电源的工作原理主要是根据输入电压的高低和输出电压的变化，通过反馈电路来控制开关的占空比，以改变控制脉冲的宽度，并将输入的电压变换成脉冲信号，再经脉冲变压器变压后加到输出整流滤波电路，最后经平滑滤波，产生与输出脉冲宽度成比例的直流输出电压。


PWM控制过程一般是在保持调整管开关周期T不变的情况下，通过改变开关管的导通时间Ton来调节脉冲占空比，从而达到稳压的目的。目前，很多厂家已经推出了多种脉宽调制型开关电源的控制器芯片，他们大多都将开关管集成于芯片之中，且含有各种保护电路。

2  VIPER12A智能开关电源芯片

VIPer12A是一款采用VIPer系列做控制元件的低成本单片智能开关电源IC，其组件包括一个60 kHz的集成脉宽调制控制器和一个击穿电压为730 V的高压功率MOSFET，VIPer12A具有智能增强调整功能，其内置有保护控制单元，故其外部电路所需的元件数只有分立电路一半，因此，非常符合家电控制器的设计要求。

图2所示是VIPerl2A的引脚排列图，该器件有SO8和DIP8两种封装形式。各引脚的功能如下：

www.88dzw.comSOURCE：源极引脚，为内部MOSFET的源极端和电路参考地：

FB：反馈引脚，反馈输入，用于扩展0～1 V反馈控制电压范围，同时限定MOSFET的漏极电流峰值；

VDD：电源引脚，用于给芯片内部的控制电路提供电源，同时它也与漏极高压电流源相连。为了保证电源更为可靠，其起动开启阈值(典型值)应为14.5 V，并应在8 V时关闭；

DRAIN：漏极引脚，为高压功率开关MOS-FET的漏极端，同时也可用于内部高压电流源和充电，其最高耐压为730 V。

3  应用电路

图3所示是利用VIPer12A做控制元件的一种洗衣机和洗碗机控制器中的开关电源电路。该电路通过耦合电感来实现两路输出的变换，其变换器是基于降压型的BUCK电路。该电路采用离线模式工作，具有很宽的输入电压范围(从80～285V的交流电压)，可以提供Vout1为5 V，Vout2为24V的两路输出。两路输出都使用二极管来防止过压，分别分别为图中的VD04和VD05。

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