VIPER38
VIPerPlus family: peak power high-voltage converter
Datasheet
-
production data
•
Output overvoltage protection with tight
tolerance and digital noise filter
•
Soft-start reduces the stress during startup and
increases IC lifetime
•
Automatic restart after a fault condition
•
Thermal shutdown increases system reliability
and IC lifetime
Applications
Figure 1. Typical application
•
Auxiliary power supply for consumer and home
equipment
•
Power supply for energy meters and data
concentrators
•
Adapters
Description
The device is a high-voltage converter that
smartly integrates an 800 V rugged power
MOSFET with PWM current-mode control. The
power MOSFET allows a very high input V
ac
to be
applied, just limited from its breakdown voltage.
This IC is capable of meeting more stringent
energy-saving standards as it has very low
consumption and operates in burst mode under
light load.
The device features an adjustable extra power
timer (EPT) that enables the IC to sustain
overload conditions for a few seconds.
The integrated HV startup, sense FET and
oscillator with jitter allow the advantage of using
minimal components in the application.
The device features high-level protections like
dual-level OCP, output overvoltage, short-circuit,
and thermal shutdown with hysteresis. After the
removal of a fault condition, the IC is
automatically restarted.
Features
•
800 V avalanche-rugged power MOSFET
allowing ultra wide range input V
ac
to be
achieved
•
Embedded HV start-up and sense FET
•
PWM current-mode controller
•
OCP with selectable threshold (I
Dlim
) and 2
nd
OCP with higher value (I
DMAX
) to protect the IC
from transformer saturation or short-circuit of
the secondary diode
•
30 mW no-load consumption at 230 V
ac
•
Two operating frequencies:
– 60 kHz (L type) or 115 kHz (H type)
•
Jittered frequency reduces the EMI
•
Extra power timer (EPT) blanks the overload
current for few seconds
July 2015
This is information on a product in full production.
DocID025703 Rev 2
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www.st.com
Contents
VIPER38
Contents
1
2
3
4
5
6
7
Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Typical power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Pin settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Typical electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Typical circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
7.9
7.10
7.11
7.12
7.13
Power section and gate driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
High-voltage startup generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Power-up and soft startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Power-down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Auto-restart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Current mode conversion with adjustable current limit setpoint . . . . . . . . 18
Overvoltage protection (OVP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
About CONT pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Feedback and overload protection (OLP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Burst-mode operation at no load or very light load . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Extra power timer (EPT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2nd level overcurrent protection and hiccup mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
8
Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
8.1
8.2
SDIP10 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
SO16 Narrow package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
9
10
2/31
Order code
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
DocID025703 Rev 2
VIPER38
List of tables
List of tables
Table 1.
Table 2.
Table 3.
Table 4.
Table 5.
Table 6.
Table 7.
Table 8.
Table 9.
Table 10.
Table 11.
Table 12.
Table 13.
Typical power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Thermal data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Avalanche ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Power section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Supply section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Controller section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
CONT pin configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
SDIP10 mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
SO16 narrow mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Order code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
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3/31
31
List of figures
VIPER38
List of figures
Figure 1.
Figure 2.
Figure 3.
Figure 4.
Figure 5.
Figure 6.
Figure 7.
Figure 8.
Figure 9.
Figure 10.
Figure 11.
Figure 12.
Figure 13.
Figure 14.
Figure 15.
Figure 16.
Figure 17.
Figure 18.
Figure 19.
Figure 20.
Figure 21.
Figure 22.
Figure 23.
Figure 24.
Figure 25.
Figure 26.
Figure 27.
Figure 28.
Typical application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Connection diagram (top view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Minimum turn-on time test circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
OVP threshold test circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
I
Dlim
vs. T
J
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
F
OSC
vs. T
J
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
V
DRAIN_START
vs. T
J
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
I
DD0
vs. T
J
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
I
DD1
vs. T
J
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Main FET R
DSON
vs. T
J
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Main FET V
BVDSS
vs. T
J
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
I
Dlim
vs. R
LIM
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Thermal shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Basic flyback application. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Full-featured flyback application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
IDD current during startup and burst mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Timing diagram: normal power-up and power-down sequences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Soft-start: timing diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Timing diagram: behavior after short-circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
OVP timing diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
CONT pin configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
FB pin configuration (option 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
FB pin configuration (option 2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Burst mode timing diagram, light load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
EPT timing diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
SDIP10 package outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
SO16 Narrow package outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4/31
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VIPER38
Block diagram
1
Block diagram
Figure 2. Block diagram
2
Typical power
Table 1. Typical power
230 V
AC
Nominal power
Adapter
(1)
18 W
VIPER38
28 W (peak)
(3)
Open frame
(2)
20 W
30 W (peak)
(3)
Adapter
(1)
13 W
23 W (peak)
(3)
85-265 V
AC
Open frame
(2)
15 W
25 W (peak)
(3)
1. Typical continuous power in non-ventilated enclosed adapter measured at 50 °C ambient.
2. Maximum practical continuous power in an open frame design at 50 °C ambient, with adequate heat sinking.
3. Maximum practical peak power at 50 °C ambient, with adequate heat sinking for 2 sec (max).
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