У недавньому минулому багато компаній-виробників стали відмовлятися від трансформаторних блоків живлення внаслідок їх чималому маси і значних габаритних розмірів. Уявіть собі трансформаторний блок живлення з вихідною потужністю 100-150 Вт, виконаний навіть на торіодальном муздрамтеатрі. Маса такого блоку живлення буде становити приблизно 5-7 кг, а про його габаритах навіть годі й говорити. З появою всіляких мікросхем ШІМ-контролерів і високовольтних потужних MOSFET-транзисторів на зміну трансформаторних джерел живлення прийшли імпульсні, отже, габаритні розміри і маса блоків живлення зменшилися в кілька разів. Імпульсні блоки живлення не поступаються трансформаторним по потужності, більш того, вони набагато ефективніше. ККД сучасних імпульсних блоків живлення досягає 95%. Однак у таких блоків живлення є свої недоліки:

1. Велика кількість елементів схеми, що в результаті ускладнює проектування топології друкованих плат і призводить до паразитних збуджень і перешкод.

2. Складність настройки через підбору пасивних компонентів в обв'язки ШІМ-контролера, в ланцюзі захисту і т.д.

Ці недоліки також створюють незручності при проведенні діагностики несправностей і при їх усуненні.

Основні вузли класичної схеми імпульсного обратноходового блоку живлення складаються з наступних блоків.

1. Вхідні ланцюг (включає в себе мережевий фільтр, діодний міст і фільтруючі конденсатори).

2. ШІМ-контролер.

3. Схеми захисту (по перенапруження, по перевищенню температури, і т.д.)

4. Схеми стабілізації вихідної напруги.

5. Потужний вихідний MOSFET-транзистор.

6. Вихідна ланцюг, що складається з діодного моста і фільтруючих конденсаторів.

Як видно, кількість активних компонентів, що входять до складу імпульсного блоку живлення, доходить до декількох десятків, що збільшує габаритні розміри пристрою і, як наслідок, створює ряд проблем при проектуванні та налагодженні.

Компанія STMicroelectronics, проаналізувавши труднощі, що виникають при проектуванні імпульсних джерел живлення, розробила унікальну серію мікросхем, об'єднавши на одному кристалі ШІМ-контролер, ланцюги захисту і потужний вихідний MOSFET-транзистор. Серія приладів була названа VIPer.

Назва VIPer походить від технології виготовлення самого MOSFET-транзистора, а саме, Vertical Power MOSFET.

Функціональна схема одного з приладів сімейства VIPer представлена ​​на малюнку 1.

Мал. 1. Функціональна схема VIPer

Основні особливості:

• регульована частота перемикання від 0 до 200 кГц;

• режим струмового регуляції;

• м'який старт;

• споживання від мережі змінного струму менше 1 Вт в черговому режимі;

• вимикання при зниженні напруги живлення в разі короткого замикання (КЗ) або перевантаження по струму;

• інтегрована в мікросхему ланцюг запуску;

• автоматичний перезапуск;

• захист від перегріву;

• регульоване обмеження по струму.

Приклад принципової схеми стандартного включення одного з представників сімейства VIPer представлений на малюнку 2.

Мал. 2. Принципова схема включення мікросхеми сімейства VIPer

Як і в аналогічних мікросхемах для побудови імпульсних джерел живлення виробництва таких фірм як Power Integrations і Fairchild, в мікросхемах сімейства VIPer застосовується режим регулювання по струму. Використовуються дві петлі зворотного зв'язку - внутрішня петля контролю за струмом і зовнішня петля контролю за напругою. Коли МОП-транзистор відкритий, значення струму первинної обмотки трансформатора відстежується датчиком SenseFET і перетворюється в напругу, пропорційне току. Коли це напруга досягає величини, рівної Vcomp (напруга на виводі COMP (див. Рис. 1) - вихідна напруга підсилювача помилки), транзистор закривається. Таким чином, зовнішня петля регулювання по напрузі визначається величиною, при якій внутрішня струмова петля вимикає високовольтний ключ. Важливо відзначити ще одну особливість мікросхем VIPer, яка ставить їх на рівень вище конкурентів. Це можливість працювати на частотах досягають 300 кГц. Вона дозволяє домогтися ще більшого ККД і використовувати трансформатори з меншими габаритними розмірами, що веде до мініатюризації джерела живлення зі збереженням розрахункової вихідної потужності.

Сімейство VIPer має широку номенклатурну лінійку приладів, що дозволяють легко вибрати мікросхему, що задовольняє задані технічні умови. Доступні на даний момент прилади, включаючи новинки, представлені в таблиці 1.

Таблиця 1. Зведена таблиця приладів сімейства VIPer

Найменування Uси, В Ucc max, В Rсі, Ом Iс min, А Fsw, кГц Корпус VIPer12AS 730 38 30 0,32 60 SO-8 купити мікросхеми серії VIPer

купити мікросхеми серії VIPer

730 38 30 0,32 60 DIP-8 VIPer22AS 730 38 30 0,56 60 SO-8 VIPer22ADIP 730 38 30 0,56 60 DIP-8 VIPer20 620 15 16 05 до 200 PENTAWATT HV VIPer20 (022Y) 620 15 16 05 до 200 PENTAWATT HV VIPer20DIP 620 15 16 05 до 200 DIP-8 VIPer20A 700 15 18 05 до 200 PENTAWATT HV VIPer20A (022Y) 700 15 18 0,5 до 200 PENTAWATT HV VIPer20ADIP 700 15 18 0 , 5 до 200 DIP-8 VIPer20ASP 700 15 18 05 до 200 PowerSO-10 VIPer50 620 15 5 1,5 до 200 PENTAWATT HV VIPer50 (022Y) 620 15 5 1,5 до 200 PENTAWATT HV VIPer50A 700 15 5,7 1,5 до 200 PENTAWATT HV VIPer50A (022Y) 700 15 5,7 1,5 до 200 PENTAWATT HV VIPer50ASP 700 15 5,7 1,5 до 200 PowerSO-10 VIPer53DIP 620 17 1 1,6 до 300 DIP-8 VIPer53SP 620 17 1 1,6 до 300 PowerSO-10 VIPer53EDIP 620 17 1 1,6 до 300 DIP-8 VIPer53ESP 620 17 1 1,6 до 300 PowerSO-10 VIPer100 700 15 2,5 3 до 200 PENTAWATT HV VIPer100 (022Y) 700 15 2,5 3 до 200 PENTAWATT HV VIPer100A 700 15 2,8 3 до 200 PENTAWATT HV VIPer100A (022Y) 700 15 2,8 3 до 200 PENTAWATT HV VIPer100ASP 700 15 2,8 3 до 200 PowerSO-10

Мікросхеми VIPer доступні в різних корпусних виконань, представлених на малюнку 3.

Мал. 3. корпусне виконання мікросхем сімейства VIPer

Корпусне виконання PowerSO-10 є розробкою компанії ST Microelectronics. Цей корпус призначений для поверхневого монтажу на контактну мідну майданчик на поверхні друкованої плати, з'єднану зі стоком потужного транзистора.

У таблиці 2 представлені рекомендації від STMicroelectronics по заміні аналогічних приладів інших виробників на прилади сімейства VIPer.

Таблиця 2. Зведена таблиця рекомендованих до заміни приладів

Дана таблиця була складена за матеріалами, наданими STMicroelectronics. Прилади VIPer, зазначені в таблиці, не є pin-to-pin аналогами приладів інших виробників. Дані були складені, виходячи з близьких параметричних особливостей.

На закінчення хочеться відзначити, що компанія STMicroelectronics надає розробникам пакет безкоштовного програмного забезпечення для розрахунку параметрів джерела живлення, побудованого на основі мікросхем сімейства VIPer (див. Рис. 4).

Мал. 4. Інтерфейс програмного забезпечення для розрахунку джерела живлення на приладах сімейства VIPer

Пакет VIPer Design Software має доступний і зрозумілий інтерфейс, що дозволяє поставити будь-яке з необхідних параметрів і отримати готову схему з переліком використовуваних компонентів, графіками і осцилограмами процесів.