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(xie)MCUyingyongxitongzaitijishangyaoqiujiqixiaoqiao
，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

VB409caiqudeshidaotongjiaojishu，jizaijiaoliudiandeyigezhouqizhong
，genjufuzaidedianliudaxiao
，zidongtiaozhengmeigezhouqidedaotongshijian。yejiushishuo
，zhizaimeigezhengzhouqidediyabufen
，congdianyuanxishoudianneng，yincijidadijiangdilegonghao，dianliushuchunenglishixianxingdianyuande3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/.