---

1 Электрические параметры

---

1.1 Максимальные значения

Значения выше номинала, указанного в таблице «абсолютных максимальных значений», может привести к необратимому повреждению устройства. Здесь указаны максимальные значения, и работа устройства при этих или любых других условиях, превышающих указанные в номинальных режимах данной спецификации, не подразумевается. Воздействие абсолютных максимальных значений в течение продолжительного времени может повлиять на надежность устройства.

Обозначение	Параметр	Значение	Ед. изм.
VDS(sw)	Коммутируемое напряжение сток-исток (TJ = 25…125 °C)(1)	-0.3…730	В
VDS(st)	Пусковое напряжение сток-исток (TJ = 25…125 °C)(2)	-0.3…400	В
Id	Постоянный ток стока	Внутренне ограничен	A
VDD	Напряжение питания	0…50	В
Ifb	Ток обратной связи	3	мА
VESD	Электростатический разряд: Модель машины (R = 0 Ом; C = 200 пФ) Модель зарядного устройства	200 1.5	В кВ
TJ	Рабочая температура перехода	Внутренне ограничена	°C
Tc	Рабочая температура корпуса	от -40 до 150	°C
Tstg	Температура хранения	от -55 до 150	°C

1. Этот параметр применяется, когда источник пускового тока ВЫКЛЮЧЕН. Это тот случай, когда напряжение V_DD достигло V_DDon и остается выше V_DDoff.
2. Этот параметр применяется, когда включен источник пускового тока. Это тот случай, когда напряжение V_DD еще не достигло V_DDon или упало ниже V_DDoff.

---

1.2 Тепловые характеристики

Обозначение	Параметр		SO-8	DIP-8	Unit
RthJC	Тепловое сопротивление переход-корпус	Max	25	15	°c/Вт
RthJA	Тепловое сопротивление переход-окружающая среда(1)	Max	55	45	°c/Вт

1. При установке на стандартную одностороннюю плату FR4 с площадью медной фольги 200 мм_² (толщиной не менее 35 мкм), подключенной ко всем выводам DRAIN.

---

2 Электрические характеристики

T_J = 25 °C, V_DD = 18 В, если не указано иное

Обозначение	Параметр	Условия испытаний	Мин.	Тип.	Макс.	Ед. изм.
BVDSS	Напряжение сток-исток	ID = 1 мА; VFB = 2 В	730			В
IDSS	Ток стока в закрытом состоянии	VDS = 500 В; VFB = 2 В; Tj= 125 °C			0,1	мА
rDS(on)	Сопротивление канала в открытом состоянии	lD = 0.4 A lD = 0.4 A; Tj=100 °C		15 —	17 31	Ом
tf	Время спада	lD = 0.2 A; VIN = 300 В (1) (См. рис. 9)		100		нс
tr	Время нарастания	lD = 0.4 A; VIN = 300 В (1) (См. рис. 13)		50		нс
СOSS	Выходная емкость	VDS = 25 В		40		пФ

1. На зажимах индуктивной нагрузки

---

Обозначение	Параметр	Условия испытаний	Мин.	Тип.	Макс.	Ед. изм.
IDDch	Пусковой ток зарядки	100 В< VDS < 400 В; VDD = 0 В … VDDon (См. рис. 10)		-1		мA
IDDoff	Пусковой ток заряда при тепловом отключении	VDD=5 В; VDS = 100 В TJ >TSD-THYST	0			мA
IDD0	Рабочий ток питания без переключения	lFB = 2 мA		3	5	мA
IDD1	Рабочий ток питания при переключении	lFB= 0.5 мA; lD = 50 мA (1)		4,5		мA
DRST	Коэффициент заполнения при перезапуске	(См. Рис. 11)		16		%
VDDoff	Пороговое значение VDD для отключения при пониженном напряжении	(См. Рис. 10, 11)	7	8	9	В
VDDon	Пороговое значение VDD для запуска	(См. Рис. 10, 11)	13	14,5	16	В
VDDhyst	Пороговое значение VDD для гистерезиса	(См. Рис. 10)	5,8	6,5	7,2	В
VDDovp	Пороговое значениеVDD при перегрузке		38	42	46	В

1. Эти условия испытаний, полученные с резистивной нагрузкой, приводят к максимальному времени в открытом состоянии.

---

Обозначение	Параметр	Условия испытаний	Мин.	Тип.	Макс.	Ед. изм.
FOSC	Общее изменение частоты генератора	VDD = VDDoff … 35 В; TJ = 0 … 100 °C	54	60	66	кГц

---

Обозначение	Параметр	Условия испытаний	Мин.	Тип.	Макс.	Ед. изм.
GID	Коэффициент усиления по току lFB к lD	(См. Рис. 12)		560
IDlim	Ограничение пикового тока	VFB = 0 В (См. Рис. 12)	0,56	0,7	0,84	A
IFBsd	Ток отключения lFB	(См. Рис. 12)		0,9		мA
RFB	Полное сопротивление на выводе FB	lD = 0 мA (См. Рис. 12)		1,2		кОм
td	Задержка определения тока до выключения	lD = 0.4 A		200		нс
tb	Время гашения			500		нс
tONmin	Минимальное время включения			700		нс

---

Обозначения	Параметр	Условия испытаний	Мин.	Тип.	Макс.	Ед. изм.
TSD	Температура теплового отключения	(См. Рис. 13)	140	170		°C
ТHYST	Гистерезис теплового отключения	(См. Рис. 13)		40		°C

---

Основной тип	SO-8	DIP-8
Европейский (195 — 265 В перем. тока)	12 Вт	20 Вт
США / широкий диапазон (85 — 265 В переменного тока)	7 Вт	12 Вт

1. Вышеуказанные значения мощности получены при адекватных тепловых условиях.

---

3 Распиновка и назначение выводов

---

Вывод	Назначение вывода
VDD	Питание цепей управления. Также обеспечивает зарядный ток во время запуска благодаря источнику тока высокого напряжения, подключенному к стоку. Для этого компаратор c гистерезисом контролирует напряжение VDD и обеспечивает два порога срабатывания: — VDDon: значение напряжения (обычно 14,5 В), при котором устройство начинает переключаться и отключает источник пускового тока. — VDDoff: значение напряжения (обычно 8 В), при котором устройство прекращает переключение и включает источник пускового тока.
SOURCE	Исток мощного МОП-транзистора и общий провод (земля)
DRAIN	Сток мощного МОП-транзистора. Также используется внутренним источником тока высокого напряжения во время фазы запуска для зарядки внешнего конденсатора питания VDD.
FB	Вывод обратной связи. Диапазон полезного напряжения располагается в пределах от 0 В до 1 В и определяет пиковый ток стока МОП-транзистора. Ограничение тока, которое соответствует максимальному току стока, достигается для вывода FB, закороченного на вывод SOURCE.

---

4 Принцип работы

4.1 Прямоугольные U-I выходные характеристики

Полная схема регулирования может обеспечить комбинированные и точные выходные характеристики. На рисунке 4. представлена вторичная обратная связь через оптрон, управляемый TSM101. Эта микросхема имеет два операционных усилителя и источник опорного напряжения, что позволяет регулировать как выходное напряжение, так и ток. Интегрированная функция ИЛИ выполняет комбинацию двух результирующих сигналов ошибки, что приводит к двойному ограничению напряжения и тока, известному как прямоугольная выходная характеристика. Этот тип источника питания особенно полезен для зарядных устройств аккумуляторов, где выход в основном используется в токовом режиме, чтобы обеспечить определенную скорость зарядки. Точная регулировка напряжения также удобна для литий-ионных аккумуляторов, требующих обоих режимов работы.

4.2 Широкий диапазон напряжения V_DD

Диапазон напряжения на выводах V_DD составляет от 9 В до 38 В. Эта особенность обеспечивает большую гибкость при проектировании для достижения различных характеристик. На Рисунке 4 была выбрана прямая конфигурация, чтобы предоставить устройству два преимущества:

• Как только устройство начинает переключаться, оно сразу получает энергию от вспомогательной обмотки. Таким образом, емкость C5 может быть уменьшена, небольшого керамического smd-конденсатора (100 нФ) достаточно для обеспечения функции фильтрации. Общее время запуска от включения входного напряжения до наличия выходного напряжения резко сокращается.
• Характеристика выходного тока может сохраняться даже при очень низком или нулевом выходном напряжении. Поскольку TSM101 также питается в прямом режиме, она поддерживает регулировку тока независимо от выходного напряжения. Напряжение на выводе V_DD может изменяться в той же степени, что и входное напряжение, то есть с коэффициентом около 4 для широкого диапазона применений.

4.3 Принцип работы обратной связи

Вывод обратной связи контролирует работу устройства. В отличие от обычных схем управления ШИМ, которые используют вход напряжения (инвертированный вход операционного усилителя), вывод FB чувствителен к току. На рисунке 5 представлена внутренняя структура токового режима.

Силовой МОП-транзистор выдает ток отслеживания I_s, который пропорционален основному току I_d. Через R2 проходит этот ток и ток, идущий от вывода FB. Затем напряжение на R2 сравнивается с фиксированным опорным напряжением около 0,23 В. МОП-транзистор отключается, когда выполняется следующее уравнение:

Из чего следует значение I_s:

Используя отношение тока отслеживания из коэффициента усиления МОП-транзистора G_ID:

Ограничение тока достигается при замыкании вывода FB на землю (V_FB = 0 В). Это приводит к возникновению отрицательного тока на этом выводе, который выражается следующим образом:

Подставив это выражение в предыдущее, можно получить ограничение тока стока I_Dlim:

В реальном применении вывод FB управляется оптопарой, как показано на рисунке 5., которая действует как подтягивающий резистор. Таким образом, невозможно действительно замкнуть этот вывод на землю, и указанное выше значение тока стока недостижимо. Тем не менее, конденсатор C усредняет напряжение на выводе FB, и когда оптопара выключена (запуск или короткое замыкание), можно предположить, что соответствующее напряжение очень близко к 0 В.

Для малых токов стока формула (1) действительна до тех пор, пока I_FB удовлетворяет условию I_FB <I_FBsd, где I_FBsd — внутренний порог VIPer22A. Если IFB превысит этот порог, устройство перестанет переключаться. Это показано на Рисунке 12, а значение I_FBsd указано в РАЗДЕЛЕ ШИМ КОМПАРАТОР. Фактически, как только ток стока составит около 12% от I_dlim, то есть 85 мА, устройство перейдет в пакетный режим, пропустив циклы переключения. Это особенно важно, когда преобразователь слегка нагружен.

Из всего выше сказанного можно построить зависимость постоянного тока I_D от тока I_FB, как показано на рисунке 6. На этом рисунке также учтено время внутреннего гашения и связанное с ним минимальное время включения. Это налагает требование на минимальный ток стока, при котором устройство больше не может управлять им линейно. Этот ток стока зависит от значения индуктивности первичной обмотки трансформатора и входного напряжения. Могут возникнуть два случая, в зависимости от значения этого тока по сравнению с фиксированным значением 85 мА, как описано выше.

Это зарядное устройство включает в себя источник пускового тока высокого напряжения, подключенный к стоку устройства. Как только на вход преобразователя подается напряжение, этот источник пускового тока активируется до тех пор, пока V_DD ниже, чем V_DDon. При достижении значения V_DDon источник пускового тока отключается, и устройство начинает работать, включая и выключая свой основной силовой МОП-транзистор. Поскольку на вывод FB не поступает ток от оптопары, устройство работает с полной допустимой нагрузкой по току, и выходное напряжение возрастает до тех пор, пока не достигнет точки регулирования, когда вторичный контур начинает посылать ток в оптопару. В этот момент преобразователь переходит в регулируемый режим, при котором на вывод FB поступает ток, необходимый для подачи необходимой мощности на вторичную обмотку.

Эта последовательность показана на рисунке 7. Обратите внимание, что во время реальной фазы запуска tss устройство потребляет некоторую энергию от конденсатора на V_DD, ожидая, пока вспомогательная обмотка обеспечит непрерывное питание. Если значение этого конденсатора слишком низкое, фаза запуска завершается до получения энергии от вспомогательной обмотки, и преобразователь никогда не запустится. Это показано на том же рисунке пунктирными линиями.

4.5 Порог перенапряжения

Детектор перенапряжения на выводе VDD позволяет VIPer22A перезапускать себя, когда V_DD превышает V_DDovp. Это проиллюстрировано на Рисунке 8., который показывает всю последовательность событий перенапряжения. Обратите внимание, что это событие фиксируется только на время, необходимое V_DD для достижения значения V_DDoff, а затем устройство автоматически возобновляет нормальную работу.

5 Графики и схемы работы

6. Размеры корпуса

Чтобы соответствовать экологическим требованиям, ST предлагает эти устройства в различных классах пакетов ECOPACK®, в зависимости от их уровня соответствия экологическим требованиям. Технические характеристики ECOPACK®, определения марок и статус продукта доступны на сайте: www.st.com. ECOPACK — торговая марка ST.

7 Парт номера

Парт номер	Корпус	Упаковка
VIPER22ASTR-E	SO-8	Лента и катушка
VIPer22AS-E	SO-8	Труба
VIPer22ADIP-E	DIP-8	Труба