芯片VIPER12A是意法半導體有限公司于2002年出的單片小功率開關電源。具有固定60kHz的開關頻率，芯片的電源電壓范圍很寬（9V-38V）：具有電流控制型PWM調制器；具有滯后特性的欠壓、過壓、過流及過熱保護功能等。芯片外圍電路很簡單并具有節能特性。由于VIPER12A內部的功率MOSFET管是一種特殊的“靈敏場效應管”如圖1所示，有兩個源極S1、S2，其中S1接外部參考地，S2用于電流檢測，且IS1》》IS2，因此，能無損檢測出漏極電流ID，從而達到節能。而其他類型開關電源的漏極電流都是百分之百地通過檢測電阻，這必然增加功耗，導致電源效率降低。

　　圖2為系統整體框圖，電網電源經過整流濾波后可得到峰值約為310V的直流高壓，同時還設有保護電路及抗電磁干擾電路，然后經過功率轉化為+5V脈動直流電壓，再經二次濾波后得到+5V恒壓源。為了適應不同電壓和負載的變化，從輸出回路取樣反饋，通過開關集成器控制輸入回路，從而得到+5V穩壓輸出。本系統重點是電磁兼容（EMC）的設計。

　　電磁兼容（EMC）設計

　　開關電源是較強的電磁干擾發射源。這是因為開關電源的整流橋是非線性器件，其形成的電流是嚴重失真的正弦半波，含有豐富的高次諧波。同時，功率開關管等半導體元件也會生產電磁干擾。因此在設計中必須考慮電磁兼容性，主要抑制電磁干擾（EMI）和電磁脈沖（EMP）。

　　（1）抑制電磁干擾（EMI）

　　電磁干擾（EMI）又叫噪聲干擾，要抑制EMI關鍵是噪聲濾波器的設計。采用噪聲濾波器能有效地抑制電網中的噪聲進入設備，也可以抑制設備產生的噪聲污染電網。噪聲有兩種，一種是共模噪聲，另一種是差模噪聲。共模噪聲產生于相線與大地之間，差模噪聲產生于相線之間。現在使用最多的濾波器是共模電感和電容串接這種類型，其原理如圖3所示。將這個濾波電路一端接干擾源，另一端接被干擾設備，則La和C1，Lb和C2就構成兩組低通濾波器，可以使線路上的共模EMI信號被控制在很低的電平上。該電路既可以抑制外部的EMI信號傳入，又可以衰減線路自身工作時產生的EMI信號，能有效地降低EMI干擾強度。T1是共模電感（CommonmodeChoke），也叫共模扼流圈。共模電感實質上是一個雙向濾波器：一方面要濾除信號線上共模電磁干擾，另一方面又要抑制本身不向外發出電磁干擾，避免影響同一電磁環境下其他電子設備的正常工作。共模電感的兩個線圈繞在同一鐵芯上，匝數和相位都相同（反向繞制）。這樣，當電路中的正常電流流經共模電感時，電流在同相位繞制的電感線圈中產生反向的磁場而相互抵消，此時正常信號電流主要受線圈電阻的影響（和少量因漏感造成的阻尼），當有共模電流流經線圈時，由于共模電流的同向性，會在線圈內產生同向的磁場而增大線圈的感抗，使線圈表現為高阻抗，產生較強的阻尼效果，以此衰減共模電流。達到濾波的目的。

　　（2）抑制電磁脈沖（EMP）

　　抑制EMP主要是對浪涌保護。浪涌保護主要是防雷保護，就是在極短的時間內將設備上因感應雷擊而產生的大量脈沖能量釋放到安全地線上，從而保護整個設備。保護方法的基本要求是反應快，保證受保護電路的兩端在抑制器起作用之前不出現快速上升的瞬時峰值。確保運行設備的安全。目前一般采用壓敏電阻、穩壓二極管和氣體放電管三種保護方法。氣體放電管一般由兩種金屬導體組成，并以10～15cm的距離隔開，管內含大量氣體，當放電管兩端電壓上升到一定程度時，擊穿隔離層，形成低阻抗，使得大量的能量通過放電管泄放到安全地線上，其缺點是易引起泄露，增加損耗。穩壓二極管主要是利用二極管的雪崩現象，將瞬態高壓鉗位于穩壓管的范圍內，其缺點是承受的瞬態浪涌功率有限，如果采用較大功率的穩壓管則價格昂貴。壓敏電阻是可變電阻器，其反應時間取決于器件的物理結構和通過它的電流脈沖波形，壓敏電阻的反應時間一般在500uS之內。壓敏電阻的優點有三個：第一，能抗大能量的瞬態沖擊；第二，它的PN結結構不同于穩壓管，因此它的功耗小；第三，耐浪涌性好。本設計選用壓敏電阻。

　　電路圖如圖4所示，此電路具有相當寬的輸入電壓85-265V，且用50Hz或60HZ的市電都有較好的輸出電壓穩定度。在交流接線端接入由共模扼流圈T1、C1、C2和R1構成的電磁干擾濾波器。C1和C2用安規電容即×電容專門濾除差模干擾。因C1的容量較大（0.1μF），在其上并聯R1，在斷電后C1經R1進行放電，可避免電源進線端零、火帶電。RT是熱敏電阻，浪涌電流主要是由濾波電容充電引起的。如果不采取任何保護措施，浪涌電流值可接近幾百安培（如C322uF）。因此必須在電源的輸入端采取一些限流措施，才能有效地將浪涌電流減小到允許的范圍之內。為了避免電子電路中在開機的瞬間產生的浪涌電流，在電源電路中串接一個功率型RT熱敏電阻器，能有效地抑制開機時的浪涌電流，并且在完成抑制浪涌電流作用以后，由于通過其電流的持續作用，功率型RT熱敏電阻器的電阻值將下降到非常小的程度，它消耗的功率可以忽略不計，不會對正常的工作電流造成影響，所以。在電源回路中使用功率型RT熱敏電阻器，是抑制開機時的浪涌，以保證電子設備免遭破壞的最為簡便而有效的措施，起到緩沖作用。鑒于VIPER12A在開斷的瞬間，高頻變壓器的漏感會產生尖峰電壓，所以用R2，C4，D5組成漏極箝位電路用于吸收此尖峰電壓，使VIPEER12A內部的MOSFET不受損害。

　　下圖為ST官方資料節選：

　　（2）抑制電磁脈沖（EMP）

　　交流經整流濾波后接到高頻變壓器T1的初級，加在VIPER12A的漏極端，高頻變壓器次級的兩個繞組分別為輔助繞組NF和輸出繞組NS。NF輸出的電壓經D6、C6整流濾波后的穩壓電源接VIPER12A的電源端，提供其工作電壓。NS輸出電壓經過D7整流和C10濾波變成直流電源，再通過L1和C11濾掉高頻紋波電壓。C9、C12起到高頻旁路作用。輸出電壓經R6、R7分壓后獲得的取樣電壓，與KA431內部2．50V基準電壓源進行比較后，輸出誤差電壓信號，再經PIC817光耦合器流入VIPER12A的反饋端，直接控制輸出占空比，獲得穩定電壓輸出。改變電阻R6和R7的分壓比，可調節輸出電壓的標稱值。R4、C8構成吸收回路，防止產生自激振蕩（據說TL431的內部類似運放，這個接法類似運放的負反饋）。R3是LED的限流電阻。圖中C7的作用是濾除反饋端的尖峰電壓，決定了自動重啟動的頻率，對反饋回路進行補償。

　　電源的節能性及電路的EMI測試結果

　　由于VIPER12A這款芯片內部的MOSFET管在導通時電壓幾乎為零，關斷時電流極小。使得此芯片功耗很小，因此設計的開關電源也就具有較好的節能作用，而且電磁兼容性較強。該電路是輸出+5V的穩壓電源，如果對電路中的某些元件做些改進，可做成一個可調的穩壓電源，然后再經過AD轉換后經CPU控制數碼管顯示，可設計成具有一定范圍的可調數字穩壓電源。為了檢驗該設計電路的電磁兼容性，對應用電路做了EMI測試，得到如圖5的波形。圖中曲線距離直線越遠表示其EMI性能越強。還有考慮到電磁兼容性，在PCB布線時器件要合理排布，圖6是該電路的PCB圖。