聊一聊VIPER22A电源芯片工作事理深度剖析_电流_电压

9 V to 38 V 宽范围VDD电压

内置高压启动电路，无需外部启动电阻

电流掌握模式

下面是芯片内部框图

芯片管脚定义

SOURCE：接内部功率MOS源极，同时也是掌握回路的参考地。

VDD: 掌握电路的供电电源，VIPER22A没有外部启动电阻，精简了电路。
启动时漏极的高压进入芯片，然后芯片内部高压电流源开关打开，对VDD电容进行充电（下图1），当达到启动电压时，内部高压启动电路关闭。
内部迟滞比较器监测VDD电压，并供应两个阈值，VDDon和VDDoff（下图2）. VDDon值为14.5V,当VDD电压达到14.5V,此时高压电流源开关断开 ,关闭启动电流源，电源启动后VDD 电容的能量将由变压器供应, VDDoff电压为8V.当VDD电压降到8V，此时高压电流源开关打开，由高压电流源对VDD电容充电。
此处为何要设两个阈值？试想一下，如果只设定一个启动值VDDon的话，电源能启动吗？举例解释，当VDD电容充到14.5V时，芯片启动，内部振荡器等电路开始事情，这些模块事情是要花费电流的，也便是说，当电源刚刚启动起来，由于内部模块的花费，VDD电容会立即跌落到14.5V以下，芯片会停滞启动，接着高压电流源连续对DD电容充电，充到14.5V时芯片又开始事情，周而复始，芯片始终处于启动--停滞--启动的循环状态，一贯到天荒地老，芯片将不能正常启动。
这是设定VDDoff阈值的好处就表示出来了，设定了VDDoff阈值后，就会形成一个回差，差值为6.5V.由于这个差值的存在，在VDD电压跌落到8V以前，芯片已经正常启动完成了，芯片启动完成后，将由变压器赞助绕组源源不断的供应电流给VDD电容，这时电源启动完成。

图1 内部高压电流源对VDD电容充电

图2

DRAIN：功率MOS的漏极。

FB：反馈输入，用以确定功率MOS的峰值电流。
有用的电压范围从0V到1V,流入FB脚电流的大小决定了芯片的运行状态，当将FB脚短接到地时，VIPER22A将运行在最大功率输出状态，当流入反馈引脚IFB达到0.9mA时（下图3），VIPER22A运行将关断，即通过掌握流入FB引脚的电流大小即可实现调节输出功率。

图3

下面详细讲解FB引脚内部的功能：

FB反馈引脚功能，它与利用电压模式（运算放大器的反向输入）的常规PWM掌握电路有所不同，VIPer22A反馈引脚对电流很敏感。
下图4是其内部电流模式的构造框图。
图中的功率MOS管供应一个与MOS管主电流Id保持比例的检测电流Is，通过检测Is上的电流来打算Id上电流，Is流过R2. 从FB引脚流入的电流IFB通过R1也流过R2,这两路合并电流在R2上形成1个电压，这个R2上的电压与芯片内部1个大约0.23V的固定参考电压进行比较。
当R2上的电压知足方程 R2（Is+IFB）=0.23V时，功率MOS关断。
通过Is电流来映射Id电流的这种办法，不同于其它电源芯片利用大功率的电阻检流的办法，能有效减少发热降落功耗。

图4

根据上式R2（Is+IFB），可以轻松的推导出Is=(0.23V/R2)-IFB. Gid为功率MOS上Is和Id的映射比例关系函数（如图5），可得出Id=GidIs=Gid[(0.23V/R2)-IFB].当将FB引脚接地时将得到最大的Id值即IDlim.此时FB脚将流过1个负方向的电流（下图6），IFB=-(0.23V/R1). MOS漏极最大值IDlim=Gid0.23V(R1+R2)/(R1R2)

图5

图6

在实际运用中，FB引脚每每是被1个外部光耦驱动的，光耦的C极上拉的电源，以是在这种运用处所下，FB脚并不能真正的短接到地，以是上式最大的IDlim是不可能达到的。
然而，图中FB脚并联有稳定FB引脚电压的电容C，当光耦关断时（电源刚启动时或电源次级短路时），因此我们可以假定此时FB脚的电压非常靠近为零。

IFBsd为芯片内部设定的阈值（如上图3），正常事情时IFB < IFBsd, 当IFB超过这个阈值（0.9V）时，内部功率MOS会停滞开关。
如下图7,8

图7

图8

IFBsd的值由内部的PWM比较器所决定的，实际上当漏极电流ID大约即是IDlim的12％时（下图9），也便是约85mA时，芯片进入burst mode 模式，改进轻载下的待机功耗。
见下图10

图9

图10

芯片内部漏极上连接有高压启动电流源，当整流后的高压进入到漏极引脚，内部的高压启动电流源开始事情，对VDD电容进行充电，当电容上的电压达到VDDon时，高压启动电流源关闭，芯片内部电路开始事情，推动功率MOS产生开关动作，此时由于电源次级电压还没有建立起来，FB引脚无法从光耦得到电流，芯片将以全功率状态运行，随着次级输出电压上升，直到达到调节点，光耦低级发光二极管开始事情，FB引脚得到电流，芯片开始环路调控。
调控过程如下，当次级电压升高，光耦电流加大，IFB加大，功率MOS漏极电流Id减小，变压器低级绕组储存的能量减少，次级电压低落。
次级电压降落的调节过程与上面相反，此处不再累述。
请看下图，图11

上图中最上面虚线部分表示的是，电源启动失落败的波形，如果在VDD上的电压跌落到VDDoff以前，电源还没有启动完成，也便是说VDD上的电容上的能量由于芯片内部模块的启动一贯在花费能量，直到电压跌落到VDDoff.电源还没有启动完成，赞助绕组还未供应能量给VDD电容，电源将启动失落败，虚线的波形便是VDD电容在一贯充电放电的过程。

接下来再讲讲Datesheet中其它的一些参数：

RDSon

RDSon为芯片内部功率MOS的漏源间的导通电阻，从上图可以看出，温度对RDSon有影响，温度越高，RDSon越大，这就哀求我们设计时要充分考虑芯片的温升。

芯片内部集成有过压检测，当VDD电压超过42V, 内部电路锁定，当电压规复正常，芯片自动规复正常事情。

FB脚输入阻抗

FB脚输入阻抗为1.2K，怎么来的？看下图就明白了。

前沿消隐：由于SW脚的寄生电容，当MOS开通瞬间存在较大的峰值电流，如果采样MOSFET采样到该旗子暗记，芯片会进入过流保护状态。
为了防止MOS开通瞬间引起电路误触发， 过流保护电路在功率管开通一段韶光 （范例值500ns）后才开始事情。

结束，关于VIPER22A，其它也没什么好讲的了，以上是我理解的VIPER22A。
如果你们有好的不同的见地，请留言，评论区交给你们了。