基于VIPER16的超寬范圍雙輸出降壓轉(zhuǎn)換器演示板——STEVAL - ISA010V1

引言

在電子設(shè)備的電源供應(yīng)設(shè)計中，越來越需要一種能夠適應(yīng)寬電壓輸入范圍，同時具備高效、可靠等特性的電源解決方案。STMicroelectronics推出的STEVAL - ISA010V1演示板，基于VIPER16芯片，為我們提供了一個理想的范例。下面就來詳細了解一下這款演示板。

文件下載：STEVAL-ISA010V1.pdf

STEVAL - ISA010V1的特性

輸入與輸出參數(shù)

• 輸入電壓：可在 85 - 500 VAC（頻率范圍為 45 - 66 Hz）的寬電壓范圍內(nèi)工作，能夠適應(yīng)不同地區(qū)和應(yīng)用場景下的電源波動。
• 輸出電壓：提供雙路輸出，V1 為 12 V ± 10%，V2 為 5 V ± 4%，滿足多種設(shè)備對不同電壓的需求。
• 輸出電流：在全輸入電壓范圍內(nèi)，5 V 和 12 V 輸出的總電流可達 150 mA，能夠為小型設(shè)備提供足夠的功率支持。

特殊功能

• 低功耗待機：在 230 VAC 輸入時，待機功耗僅為 96 mW，符合現(xiàn)代電子設(shè)備對節(jié)能的要求。
• 短路保護：具備短路保護功能，當(dāng)輸出端發(fā)生短路時，能夠有效保護電路元件，提高設(shè)備的可靠性。

PCB 與電氣特性

• PCB 類型和尺寸：采用 FR4 單面板，厚度為 70 μm，尺寸為 27 x 45 mm，體積小巧，適合集成到各種小型設(shè)備中。
• 隔離特性：非隔離設(shè)計，N 連接到輸出 GND，這種設(shè)計在某些特定應(yīng)用中可以簡化電路結(jié)構(gòu)。
• 電磁兼容性：EMI 符合 EN55022 - 類 B 標(biāo)準(zhǔn)，同時在 EMC 方面，能夠承受 IEC 61000 - 4 - 5 規(guī)定的 2 kV 浪涌和 IEC 61000 - 4 - 4 規(guī)定的 8 kV 突發(fā)脈沖，保證了在復(fù)雜電磁環(huán)境下的穩(wěn)定工作。
• 環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)：符合 RoHS 指令，體現(xiàn)了綠色環(huán)保的設(shè)計理念。

VIPER16 芯片特性

強大的集成功能

VIPER16 芯片集成了 800 V 耐用功率開關(guān)、PWM 控制器、可編程過流、過壓、過載保護、滯后熱保護、軟啟動和故障清除后的安全自動重啟功能。這些功能使得芯片在面對各種異常情況時能夠自動保護，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

節(jié)能與設(shè)計優(yōu)勢

• 輕載節(jié)能：在輕載時采用突發(fā)模式工作，結(jié)合芯片本身極低的功耗，有助于滿足待機節(jié)能法規(guī)。
• 獨特供電方式：芯片的開關(guān)頻率抖動特性以及可直接從直流高壓總線供電的特點，使得輔助電源不再是必需的，簡化了電路設(shè)計。
• 拓撲適應(yīng)性：適用于反激式或降壓拓撲結(jié)構(gòu)，并且由于內(nèi)部自帶自供電電路，不需要額外的輔助電源，進一步減少了外部元件數(shù)量。

電路原理圖與 PCB 布局

文檔中給出了 STEVAL - ISA010V1 的電路原理圖和 PCB 布局圖（圖 1 和圖 2）。電路原理圖清晰地展示了各個元件的連接關(guān)系，包括 D1、U1（VIPer16）、L1、R1 等元件；PCB 布局圖則展示了降壓轉(zhuǎn)換器的頂層、底層和底層布局，為實際設(shè)計和制作提供了參考。

總結(jié)與注意事項

STEVAL - ISA010V1 演示板基于 VIPER16 芯片，以其超寬的輸入電壓范圍、穩(wěn)定的輸出特性、豐富的保護功能和良好的電磁兼容性，為電子工程師在設(shè)計小型電源時提供了一個優(yōu)秀的參考方案。不過，在使用 ST 產(chǎn)品時，需要注意 STMicroelectronics 對文檔、產(chǎn)品和服務(wù)有隨時修改的權(quán)利，并且在產(chǎn)品的選擇、使用以及知識產(chǎn)權(quán)等方面有相應(yīng)的免責(zé)說明。同時，在一些特殊應(yīng)用場景如軍事、航空航天等領(lǐng)域，需要獲得 ST 授權(quán)代表的書面批準(zhǔn)才能使用。大家在實際設(shè)計中，會優(yōu)先考慮這款演示板的哪些特性呢？歡迎在評論區(qū)交流。