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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VIPER22A芯片设计了一种开关电源。2VIPER22A芯片概述意法半导体的VIPER22A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1VIPER22A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。VIPER22A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≥42V,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1415V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0123V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。3VIPER22A开关电源电路本文所使用的VIPER22A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。220V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300V左右的直流信号。由于VIPER22A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300V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VI2PER22A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VIPER22A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+5V电压。+5V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VIPER22A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+12V的电压。变压器的一部分电感线圈经D10整流、C15滤波后输出-24V电压。同时,经R4降压、-12V稳压管Z1稳压和C17滤波后输出-12V的电压。与+5V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+9V直流电压。4结束语本文设计的开关电源采用VIPER22A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220V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。