中心論題：

• 概述VB409
• 分析VB409構成的電源係統
• 應用到MCU應用係統

解決方案：

• 在對電流絕緣沒有要求的場合采用VB409作為供電電源
• 對於需要電流絕緣的場合，需在供電輸入端加一個1∶1的小型隔離變壓器

在小型的MCU應用係統中，采用AC 220V供gong電dian時shi，一yi般ban要yao使shi用yong變bian壓ya器qi對dui電dian源yuan進jin行xing處chu理li
，將jiang高gao壓ya交jiao流liu電dian降jiang到dao低di壓ya後hou再zai進jin行xing直zhi流liu處chu理li
，或huo者zhe將jiang交jiao流liu電dian變bian為wei高gao壓ya直zhi流liu電dian後hou再zai進jin行xing高gao頻pin變bian換huan，以yi得de到daoMCU係xi統tong的de工gong作zuo電dian源yuan。這zhe對dui於yu結jie構gou沒mei有you特te殊shu要yao求qiu的de係xi統tong，在zai設she計ji上shang屬shu於yu常chang規gui的de問wen題ti
，使shi用yong上shang述shu的de線xian性xing電dian源yuan技ji術shu或huo者zhe開kai關guan電dian源yuan技ji術shu，均jun能neng得de到dao方fang便bian的de解jie決jue。但dan是shi有you些xieMCUyingyongxitongzaitijishangyaoqiujiqixiaoqiao，shenzhibunenganfangbianyaqi，suoyichangguidedianyuanchulijiubunengmanzuqiyaoqiule。yinci，shiyongnenggouzhijiejieshougaoyajiaoliudianbingjiangqizhijiebianhuanchengdiyazhiliudejishu

，shizuijiadeshejixuanze。VB409的出現有望實現這一設計思路。

VB409概述
VB409是ST公司推出的電源處理產品。其PENTAWATTHV（022Y）封裝形式的產品大小與普通TO220封裝的7805相近
，隻是引出腳為5個
；還有一種PowerSO10封裝的產品是10腳表麵貼裝式IC。輸入端可以直接接入AC 220 V，且輸入端允許的最高輸入電壓為AC 580 V。輸出部分有2個： 一個是最終輸出OUTPUT1
，為+5V
；另一個是芯片的中間輸出OUTPUT2，典型值為16 V。對負載的供電能力為：OUTPUT1最大為80 mA，OUTPUT2最大為25mA。圖1為VB409的內部結構圖[1]。

 
圖1 VB409內部結構圖

VB409采(cai)取(qu)的(de)是(shi)導(dao)通(tong)角(jiao)技(ji)術(shu)
，即(ji)在(zai)交(jiao)流(liu)電(dian)的(de)一(yi)個(ge)周(zhou)期(qi)中(zhong)，根(gen)據(ju)負(fu)載(zai)的(de)電(dian)流(liu)大(da)小(xiao)，自(zi)動(dong)調(tiao)整(zheng)每(mei)個(ge)周(zhou)期(qi)的(de)導(dao)通(tong)時(shi)間(jian)。也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)，隻(zhi)在(zai)每(mei)個(ge)正(zheng)周(zhou)期(qi)的(de)低(di)壓(ya)部(bu)分(fen)，從(cong)電(dian)源(yuan)吸(xi)收(shou)電(dian)能(neng)，因(yin)此(ci)極(ji)大(da)地(di)降(jiang)低(di)了(le)功(gong)耗(hao)
，電(dian)流(liu)輸(shu)出(chu)能(neng)力(li)是(shi)線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)的(de)3倍。其工作波形如圖2所示。

圖2 VB409的工作波形

　　
從圖1中還可以看出
，VB409還有輸入、輸出電流的限製和熱保護功能。其作用在於：一方麵當輸出短路時限製電流的輸出；另一方麵當過載時關斷芯片。
　　
需要說明的是
，OUTPUT1的輸出範圍為4.75～5.25 V，典型值為5 V，負載電流每增大1 mA

，對輸出影響為0.5mV，精度是比較高的；而OUTPUT2的輸出範圍為8～16V。因此，OUTPUT2的輸出比較適合於作為繼電器一類的驅動電源使用。如果想作為放大器的工作電源，則需要再進行一次降壓式穩壓。

VB409構成的電源係統
圖3為VB409組成的電源電路。

 
圖3 VB409組成的電源電路

　　
圖3中
，D1實現半波整流，C2為滌綸電容，C3為高壓電解電容，R1
、R2為金屬膜1/4 W電阻，C1耐壓為25 V。
　　
圖1中，Vref1的電壓為12V左右
，Threshold端的電壓高於Vref1將關斷輸入向輸出的傳送，Threshold端的工作電流最小為30μA。因此，R1與R2之和決定工作電流，R1與R2之比確定加在Threshold端的最高電壓。圖2中，t1、t2所處的位置對應的輸入電壓V1即關斷的門限電壓值。這個值的大小為： V1=Vref1。
V1是變化的交流電，變化規律為：

 
在這裏
，將VIN等比例縮小至V1，可以提高期間的工作可靠性。
　　
當輸入電壓為AC 220 V，Threshold端的工作電流約為120 μA時
，R1+R2=1.86 MΩ。按此參數設置，當輸入電壓為AC 60 V時，Threshold端的工作電流約為30 μA，還能夠正常工作。同理，適當配置R1和R2的值，還可以確定輸入電壓的有效範圍，VB409允許最小輸入電壓可至12V。C1值的確定參見圖1和圖2。
　　
C1提供輸入短路關斷時維持輸出電路的電壓，同時提供OUTPUT2較為穩定的輸出。由於充、放電時間變慢，C1的值越大

，OUTPUT2的輸出電壓值越低，但是能夠提供較大的輸出電流；反之，C1的值小
，充、放電時間越快
，OUTPUT2的輸出電壓值也就越高，但是能夠提供的輸出電流變小。一般C1的值在47～220 μF之間選擇，典型值為100 μF。

實例MCU應用係統
使用VB409為主電源供給MCU應用係統，在設計之前
，應首先估算係統的5 V電源的總功耗。計算時要將灌電流、拉電流一並計算。
　　
圖4為筆者設計的一個典型應用係統的原理圖。圖4為測量電能並在LCD上顯示的MCU應用係統。CPU采用AT89C55WD
，最大耗電量為20 mA（若采用STC89C58RD+，則耗電量可降至9 mA左右）；LCD選用SO12864，采用COG式，連同背光最大耗電為20mA
；功率/電能計量芯片CS5460的最大耗電量為5 mA，加上複位
、鍵盤等最大耗電量小於50 mA
；繼電器輸出沒有畫出，耗電量為12mA。因此，完全可以使用VB409供電，且係統體積小，完全可以放置在LCD背後。

 
圖4 一個典型應用係統原理圖
 

結語
由於沒有變壓器，因此就失去了電流的絕緣


，所以采用VB409作為供電電源，要用在對電流絕緣沒有要求的場合，例如洗衣機、中央供熱、功率計量等。對於需要電流絕緣的場合，需在供電輸入端加一個1∶1的小型隔離變壓器，因為輸入功率低，所以變壓器的尺寸可以做得比較小
，同時變壓器的輸出還可以使用電阻分壓後再輸入到VB409中。
　　
參考文獻
[1] VB409/VB409SP/VB409（022Y） Double Output High Voltage Regulator Power IC[OL]. http://www.st.com,2001/.