VIPER25H IC nguồn SOP-16

1. Giới thiệu chung về IC nguồn VIPER25H

VIPER25H là IC nguồn xung AC-DC thuộc dòng VIPerPlus của hãng STMicroelectronics, tích hợp MOSFET công suất cao áp 800V và mạch điều khiển nguồn chuyển mạch PWM trong cùng một linh kiện.

IC hoạt động theo phương pháp điều khiển cộng hưởng gần (Quasi-Resonant), giúp giảm tổn hao chuyển mạch, hạn chế nhiễu điện từ EMI và nâng cao hiệu suất của bộ nguồn. Phiên bản VIPER25H có giới hạn tần số chuyển mạch nội bộ danh định 225kHz, phù hợp với các thiết kế nguồn xung Flyback.

VIPER25H được tích hợp nhiều chức năng bảo vệ như giới hạn dòng điện, bảo vệ quá tải, quá áp, quá nhiệt, bảo vệ điện áp đầu vào thấp và tự động khởi động lại sau khi sự cố được loại bỏ.

Với kiểu đóng gói SOP-16 nhỏ gọn, VIPER25H được sử dụng trong các bộ nguồn phụ công nghiệp, bo mạch điều khiển, thiết bị điện gia dụng và nhiều thiết bị điện tử sử dụng nguồn chuyển mạch AC-DC.

2. Đặc điểm nổi bật của IC VIPER25H

• Mã linh kiện: VIPER25H.
• Hãng sản xuất: STMicroelectronics.
• Dòng sản phẩm: VIPerPlus.
• Loại linh kiện: IC nguồn xung AC-DC.
• Kiểu đóng gói: SOP-16 (SO-16N).
• Tích hợp MOSFET công suất cao áp 800V.
• Điều khiển chuyển mạch cộng hưởng gần Quasi-Resonant.
• Giới hạn tần số chuyển mạch danh định 225kHz.
• Giới hạn dòng Drain danh định 0,7A.
• Tích hợp mạch khởi động cao áp.
• Có chức năng khởi động mềm Soft Start.
• Tích hợp chế độ Burst Mode khi tải nhẹ.
• Bảo vệ quá dòng và quá tải.
• Bảo vệ quá áp đầu ra.
• Bảo vệ quá nhiệt.
• Bảo vệ điện áp đầu vào thấp Brownout.
• Tự động khởi động lại sau khi sự cố được loại bỏ.
• Công suất tiêu thụ chờ thấp.
• Phù hợp với bộ nguồn Flyback và nguồn phụ công nghiệp.

3. Cấu tạo của IC nguồn VIPER25H

MOSFET công suất cao áp 800V

VIPER25H tích hợp MOSFET công suất có khả năng chịu điện áp Drain-Source lên đến 800V. MOSFET đảm nhiệm chức năng đóng cắt dòng điện qua cuộn sơ cấp của biến áp xung.

Việc tích hợp MOSFET bên trong IC giúp giảm số lượng linh kiện bên ngoài, tiết kiệm diện tích bo mạch và đơn giản hóa thiết kế bộ nguồn.

Mạch điều khiển Quasi-Resonant

Khối điều khiển cộng hưởng gần có nhiệm vụ xác định thời điểm đóng MOSFET dựa trên trạng thái khử từ của biến áp và dao động điện áp tại mạch công suất.

MOSFET được điều khiển đóng tại vùng điện áp Drain thấp phù hợp, giúp giảm tổn hao trong quá trình chuyển mạch và hạn chế nhiễu điện từ.

Mạch điều chế độ rộng xung PWM

Mạch PWM điều chỉnh thời gian dẫn của MOSFET dựa trên tín hiệu phản hồi từ đầu ra.

Thông qua việc kiểm soát năng lượng truyền qua biến áp xung, IC hỗ trợ duy trì điện áp đầu ra ổn định khi điện áp đầu vào hoặc tải thay đổi.

Mạch khởi động cao áp

VIPER25H tích hợp mạch cấp dòng khởi động từ chân DRAIN để nạp tụ điện tại chân VDD.

Khi điện áp VDD đạt ngưỡng khởi động, IC bắt đầu hoạt động. Sau đó, nguồn cấp cho IC thường được duy trì thông qua cuộn dây phụ của biến áp xung.

Mạch phản hồi FB

Chân FB tiếp nhận tín hiệu phản hồi từ mạch điều chỉnh điện áp đầu ra. Trong bộ nguồn Flyback cách ly, tín hiệu phản hồi thường được truyền thông qua optocoupler và IC ổn áp tham chiếu TL431.

Mạch phát hiện khử từ ZCD

Chân ZCD có nhiều chức năng, bao gồm phát hiện quá trình khử từ của biến áp, thiết lập giới hạn dòng điện, bù theo điện áp đầu vào và hỗ trợ bảo vệ quá áp đầu ra.

Mạch bảo vệ Brownout

Khối bảo vệ Brownout giám sát điện áp đầu vào thông qua chân BR. Khi điện áp đầu vào giảm xuống dưới ngưỡng thiết lập, IC ngừng chuyển mạch để hạn chế hoạt động trong điều kiện nguồn cấp không phù hợp.

Mạch bảo vệ tích hợp

VIPER25H được trang bị các chức năng giới hạn dòng điện theo chu kỳ, bảo vệ quá tải, quá áp và quá nhiệt.

Các chức năng này giúp bảo vệ IC và bộ nguồn khi xảy ra những điều kiện làm việc bất thường.

4. Thông số kỹ thuật IC nguồn VIPER25H

Công suất đầu ra tham khảo

Điều kiện nguồn vào	Bộ nguồn kín Adapter	Bộ nguồn dạng hở Open Frame
230VAC	18W	20W
85-265VAC	10W	12W

Công suất đầu ra thực tế phụ thuộc vào thiết kế biến áp, linh kiện chỉnh lưu, điều kiện tản nhiệt, điện áp đầu vào và hiệu suất của toàn bộ mạch nguồn.

Điện áp 800V là khả năng chịu điện áp của MOSFET tích hợp, không phải điện áp cấp trực tiếp cho chân VDD hoặc điện áp đầu ra của bộ nguồn.

5. Kích thước IC VIPER25H SOP-16

Kích thước IC VIPER25H

VIPER25H phiên bản SO-16N có thân nhựa hình chữ nhật, gồm 16 chân kim loại bố trí thành hai hàng, mỗi bên 8 chân.

Thông số kích thước	Giá trị
Kiểu đóng gói	SO-16N
Số chân	16 chân
Chiều dài thân IC	Khoảng 9,9mm
Chiều rộng thân IC	Khoảng 3,9mm
Chiều rộng tính cả chân	Khoảng 6,0mm
Chiều cao tối đa	Khoảng 1,75mm
Khoảng cách giữa các chân	1,27mm
Kiểu chân	Gull Wing
Kiểu lắp đặt	Dán bề mặt SMD

Sơ đồ chân IC VIPER25H

Chân	Ký hiệu	Chức năng
1-2	GND	Mass và cực Source của MOSFET tích hợp
3	NC	Chân không sử dụng
4	NA	Chân không sử dụng
5	VDD	Nguồn cấp cho mạch điều khiển
6	ZCD	Phát hiện khử từ, thiết lập giới hạn dòng và bảo vệ quá áp
7	FB	Nhận tín hiệu phản hồi điều khiển nguồn
8	BR	Giám sát điện áp đầu vào Brownout
9-12	NC	Các chân không kết nối
13-16	DRAIN	Cực Drain cao áp của MOSFET tích hợp

Chức năng các chân quan trọng

Chân GND: Là điểm mass của mạch điều khiển và cực Source của MOSFET công suất tích hợp.

Chân VDD: Cấp nguồn cho các khối điều khiển bên trong IC, thường kết nối với tụ lọc nguồn và mạch cấp nguồn phụ.

Chân ZCD: Phát hiện quá trình khử từ của biến áp xung, hỗ trợ điều khiển cộng hưởng gần, thiết lập giới hạn dòng điện và bảo vệ quá áp.

Chân FB: Nhận tín hiệu phản hồi từ mạch điều chỉnh điện áp đầu ra để kiểm soát năng lượng truyền qua bộ nguồn.

Chân BR: Giám sát điện áp đầu vào thông qua mạng điện trở bên ngoài, giúp ngừng chuyển mạch khi điện áp đầu vào thấp hơn ngưỡng thiết lập.

Chân DRAIN: Là cực Drain cao áp của MOSFET tích hợp, kết nối với mạch sơ cấp của biến áp xung. Các chân DRAIN cũng tham gia truyền nhiệt từ IC ra vùng đồng trên bo mạch.

6. Nguyên lý hoạt động của IC nguồn VIPER25H

Giai đoạn chỉnh lưu điện áp đầu vào

Điện áp xoay chiều AC được chỉnh lưu qua cầu diode và lọc bằng tụ điện cao áp để tạo thành điện áp DC cung cấp cho mạch công suất.

Điện áp DC này được đưa đến cuộn sơ cấp biến áp xung và mạch DRAIN của VIPER25H.

Giai đoạn khởi động

Mạch khởi động cao áp bên trong IC cung cấp dòng điện để nạp tụ điện tại chân VDD.

Khi điện áp VDD đạt ngưỡng khởi động, các khối điều khiển bên trong bắt đầu hoạt động và MOSFET công suất được điều khiển đóng cắt.

Giai đoạn truyền năng lượng qua biến áp

Khi MOSFET dẫn, dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp của biến áp xung và năng lượng được tích trữ trong lõi từ.

Khi MOSFET ngắt, năng lượng được truyền sang cuộn thứ cấp, sau đó được chỉnh lưu và lọc để tạo điện áp DC đầu ra.

Giai đoạn điều khiển cộng hưởng gần

Mạch ZCD phát hiện thời điểm biến áp hoàn thành quá trình khử từ. IC sử dụng thông tin này để lựa chọn thời điểm đóng MOSFET phù hợp với vùng điện áp Drain thấp.

Phương pháp chuyển mạch này giúp giảm tổn hao đóng cắt và cải thiện hiệu suất so với các thiết kế chuyển mạch cứng thông thường.

Giai đoạn ổn định điện áp đầu ra

Mạch phản hồi giám sát điện áp đầu ra và truyền tín hiệu về chân FB.

Khi tải hoặc điện áp đầu vào thay đổi, IC điều chỉnh hoạt động chuyển mạch để duy trì điện áp đầu ra theo mức thiết kế.

Giai đoạn tải nhẹ

Khi công suất tải giảm, VIPER25H có thể chuyển sang chế độ Burst Mode. IC thực hiện các nhóm xung chuyển mạch xen kẽ với khoảng thời gian nghỉ, giúp giảm công suất tiêu thụ khi tải nhẹ hoặc ở chế độ chờ.

Giai đoạn bảo vệ

Khi phát hiện quá dòng, quá tải, quá áp, quá nhiệt hoặc điện áp đầu vào thấp, IC sẽ giới hạn hoặc ngừng chuyển mạch tùy theo chức năng bảo vệ được kích hoạt.

Sau khi điều kiện sự cố được loại bỏ, bộ nguồn có thể tự động khởi động lại.

7. Ứng dụng của IC nguồn VIPER25H

IC VIPER25H được sử dụng trong nhiều bộ nguồn chuyển mạch công suất nhỏ và nguồn phụ của các thiết bị điện tử.

Một số ứng dụng phổ biến gồm:

• Bộ nguồn xung AC-DC.
• Bộ nguồn Flyback cách ly.
• Bộ nguồn phụ trong biến tần công nghiệp.
• Bo mạch nguồn Servo Drive.
• Bộ nguồn máy CNC và máy công cụ.
• Bo mạch điều khiển thiết bị tự động hóa.
• Bộ nguồn thiết bị điện gia dụng.
• Bo mạch điều khiển máy giặt.
• Bo mạch điều hòa và tủ lạnh.
• Bộ nguồn thiết bị điện tử tiêu dùng.
• Adapter nguồn công suất nhỏ.
• Bộ nguồn thiết bị đo lường.
• Bộ nguồn chờ Standby.
• Nguồn phụ cho thiết bị điện tử công suất.
• Sửa chữa và thay thế IC nguồn trên bo mạch điện tử.

VIPER25H đặc biệt phù hợp với các thiết kế nguồn Flyback cần tích hợp MOSFET cao áp, tiết kiệm diện tích và nâng cao hiệu suất khi tải nhẹ.

8. Ưu điểm của IC nguồn VIPER25H

Tích hợp MOSFET công suất 800V

MOSFET cao áp được tích hợp bên trong giúp giảm số lượng linh kiện rời, đơn giản hóa thiết kế mạch nguồn và tiết kiệm diện tích bo mạch.

Điều khiển cộng hưởng gần

Phương pháp Quasi-Resonant giúp giảm tổn hao chuyển mạch, cải thiện hiệu suất và hạn chế nhiễu điện từ EMI.

Tiết kiệm điện năng khi tải nhẹ

Chế độ Burst Mode giúp giảm số lần chuyển mạch không cần thiết, phù hợp với các thiết bị có thời gian hoạt động chờ kéo dài.

Tích hợp nhiều chức năng bảo vệ

Các chức năng bảo vệ quá dòng, quá tải, quá áp, quá nhiệt và Brownout giúp nâng cao độ tin cậy của bộ nguồn khi được thiết kế đúng kỹ thuật.

Khởi động thuận tiện

Mạch khởi động cao áp tích hợp giúp đơn giản hóa quá trình cấp nguồn ban đầu cho IC.

Kích thước nhỏ gọn

Kiểu đóng gói SOP-16 phù hợp với các bo mạch SMD có mật độ linh kiện cao, thuận tiện cho sản xuất và sửa chữa thiết bị điện tử.

9. Lưu ý khi sử dụng và thay thế IC VIPER25H

Khi sử dụng IC VIPER25H cần kiểm tra chính xác mã linh kiện, kiểu đóng gói, sơ đồ chân và các thông số điện áp, dòng điện của mạch nguồn.

Không cấp trực tiếp điện áp lưới 220VAC vào chân VDD. Chân VDD chỉ được cấp nguồn thông qua mạch khởi động và mạch nguồn phụ phù hợp.

Khi sửa chữa bo mạch sử dụng VIPER25H, cần kiểm tra các linh kiện liên quan như cầu diode chỉnh lưu, tụ lọc cao áp, biến áp xung, diode chỉnh lưu thứ cấp, optocoupler, TL431 và mạch bảo vệ quá áp.

Cần kiểm tra điện trở và linh kiện kết nối với chân ZCD, FB, BR vì các linh kiện này ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình điều khiển và bảo vệ bộ nguồn.

Phân biệt VIPER25H và VIPER25L

Tiêu chí	VIPER25H	VIPER25L
Hãng sản xuất	STMicroelectronics	STMicroelectronics
Điện áp MOSFET	800V	800V
Phương pháp điều khiển	Quasi-Resonant	Quasi-Resonant
Giới hạn tần số nội bộ danh định	225kHz	136kHz
Kiểu đóng gói SOP	SO-16N	SO-16N
MOSFET công suất	Tích hợp	Tích hợp
Chế độ Burst Mode	Có	Có

VIPER25H và VIPER25L có nhiều đặc điểm tương đồng nhưng khác giới hạn tần số chuyển mạch. Không nên thay thế trực tiếp hai phiên bản cho nhau nếu chưa kiểm tra yêu cầu hoạt động của bộ nguồn.

Lưu ý khi thay thế linh kiện

• Kiểm tra đúng mã VIPER25H hoặc mã đặt hàng VIPER25HD.
• Kiểm tra đúng kiểu đóng gói SOP-16.
• Xác định đúng vị trí chân số 1 trước khi hàn.
• Kiểm tra tình trạng biến áp xung và mạch chỉnh lưu.
• Kiểm tra tụ lọc nguồn VDD.
• Kiểm tra mạch phản hồi optocoupler và TL431.
• Kiểm tra mạch giới hạn điện áp Drain và các linh kiện bảo vệ.
• Bảo đảm vùng đồng tản nhiệt và khoảng cách cách điện cao áp phù hợp.
• Ngắt nguồn và xả tụ điện cao áp an toàn trước khi sửa chữa.

10. Kết luận

VIPER25H IC nguồn SOP-16 là IC điều khiển nguồn xung AC-DC của STMicroelectronics, tích hợp MOSFET công suất 800V, giới hạn tần số chuyển mạch danh định 225kHz và công nghệ điều khiển cộng hưởng gần Quasi-Resonant.

Với các chức năng khởi động cao áp, khởi động mềm, Burst Mode, bảo vệ quá dòng, quá tải, quá áp và quá nhiệt, VIPER25H phù hợp với các bộ nguồn Flyback, nguồn phụ công nghiệp, thiết bị điện gia dụng và bo mạch điều khiển.

Sản phẩm là lựa chọn phù hợp cho nhu cầu thiết kế, sửa chữa và thay thế IC nguồn xung trên các thiết bị điện tử tương thích.