意法半导体VIPer11B：面向8W离线应用的高能效低成本电源方案​

【导读】在追求小型化、高能效和智能化的电子产品浪潮中，为各类中小功率设备提供稳定、可靠、经济的电源解决方案是设计工程师面临的关键挑战。特别是在照明、智能家居、家电及智能电表等广泛领域，对离线交流-直流电源转换器的性能、成本与空间要求日益严苛。意法半导体(STMicroelectronics)推出的全新VIPer11B系列离线高压转换器，凭借其高度集成、卓越能效和优异的性价比，为8W及以下应用场景提供了极具竞争力的电源核心。

产品概述

VIPer11B是一款高度集成的离线式开关电源转换器IC，采用紧凑的SSOP10封装。其核心在于集成了一颗800V耐压的功率MOSFET，内置启动电路、振荡器、保护电路等关键功能模块。该系列针对小功率应用深度优化，包含两款型号：VIPer113B（最大漏极电流370mA）和VIPer114B（最大漏极电流480mA），为不同功率需求的设计提供灵活选择。VIPer11B支持非隔离反激式、降压(Buck)、升降压(Buck-Boost)拓扑，以及配合简单稳压电路实现的隔离反激拓扑，展现出良好的设计灵活性。

产品优势

VIPer11B的核心优势在于其出色的集成度、高能效和成本优化：

1. 高度集成，精简外围：

  ● 集成800V MOSFET，显著减少外围缓冲元件需求。

  ● 内置SenseFET实现几乎无损耗的电流检测，省去外部检流电阻。

  ● 内置高压启动电路，仅需单一外部电容为Vcc供电，简化启动设计。

  ● 集成频率抖动技术，有效抑制EMI，大幅减少满足EMC法规所需的外围滤波元件。

2. 卓越能效，绿色节能：

  ● 优异的待机性能，空载功耗可轻松控制在10mW以下，满足严格的生态设计法规(如CoC, DoE, ErP)。

  ● 脉冲跳跃模式在轻载条件下维持高转换效率。

  ● 优化的拓扑设计和内部损耗控制带来整体高能效。

3. 小型化设计，布局灵活：

  ● SSOP10封装极其紧凑，特别适合空间受限的密闭应用，如LED灯泡驱动器。

  ● 宽压Vcc供电范围(通过变压器辅助绕组或非隔离拓扑的输出供电)，提升了设计自由度。

4. 稳健可靠，安全无忧：

  ● 内置全面的保护功能：输出过载保护(OLP)、输出过压保护(OVP)配合自动重启(Auto-restart)、Vcc过压钳位、过温保护(OTP)以及软启动(Soft-start)。

  ● 这些保护机制共同作用，保障电源系统在各种异常条件下的长期稳定运行。

国际对标产品比对

意法半导体（ST）的VIPer11B系列离线高压转换器在8W以下小功率电源市场面临国内外多家厂商的竞争。综合技术参数、市场定位及应用场景，其核心竞品对比如下：

（1）国际直接竞品对比

对比解析：

1. 能效与成本： VIPer11B以10mW待机功耗（PI方案的1/3）和35%价格优势（对比PI）占据节能与成本双优势。

2. 空间利用率： SSOP10封装面积仅为竞品的1/12-1/15（如PI InnoSwitch），特别适配智能灯泡等微型设备。

3. 技术差异化： 独有的senseFET电流检测省去外部电阻，频率抖动技术降低EMC滤波成本，而竞品（如NCP1015）依赖外部元件实现同等功能。

（2）国内直接竞品

1. 华冠半导体 HC3842X

    ○ 核心特性：兼容UC3842架构，集成700V MOSFET，最大功率7W，待机功耗15mW。

    ○ 劣势：无频率抖动技术，EMC设计需额外滤波元件；封装尺寸（SOP-8）大于VIPer11B。

    ○ 定位：低端家电辅助电源，单价**0.15−0.18**，主打价格敏感市场。

2. 矽力杰 SY5021

    ○ 核心特性：支持反激/降压拓扑，集成600V MOSFET，轻载效率75%。

    ○ 劣势：耐压较低，无高压启动电路，需外接启动电阻。

    ○ 定位：工业传感器供电，依赖本土供应链交期短（4周）。

3. 华润微电子 CRM340G

    ○ 核心特性：5W隔离方案，通过AEC-Q100认证，耐压650V。

    ○ 劣势：待机功耗20mW，工作温度范围（-25℃~85℃）窄于VIPer11B（-40℃~125℃）。

    ○ 定位：车规级低功率场景（如车载小电器）。

（3）竞品技术短板与VIPer11B突破点

1. 轻载能效瓶颈： 国产方案（如HC3842X）在10%负载下效率普遍**<65%，VIPer11B通过脉冲跳跃模式**提升至78%。

2. EMC合规成本： 国内竞品需增加π型滤波器或屏蔽罩，VIPer11B凭借频率抖动技术将传导干扰降低15dB，缩减元件数40%。

3. 拓扑灵活性： 竞品多限于反激拓扑，VIPer11B支持非隔离降压/升压+隔离反激，适配智能电表多路输出需求。

（4）市场格局与选型建议

    ○ 高端场景（智能照明/医疗）： 优选VIPer11B（能效+空间优势），替代PI/安森美方案

    ○ 成本敏感场景（家电控制板）： 可选华冠HC3842X，但需牺牲待机功耗和PCB面积

    ○ 车规场景： VIPer11B与CRM340G竞争，前者耐压和温域更优，后者认证齐全

总结：VIPer11B凭借 “超低待机功耗+极致集成度” 在小功率市场形成差异化优势，尤其适合空间与能效受限的智能设备；国产竞品以价格抢占低端市场，但在技术集成度和能效上仍有代差。

解决了什么技术难题

VIPer11B成功解决了小功率离线电源设计中几个普遍存在的难题：

1。 成本与元件数量的矛盾： 通过SenseFET省去检流电阻、单一Vcc电容启动、频率抖动减少EMI滤波元件、紧凑封装减少PCB面积，实现了在极低BOM成本下的高性能。

2. 空间受限下的高性能供电： 专为GU10等超小型LED灯泡设计的SSOP10封装和高集成度，使得在极其有限的空间内实现可靠高效的离线电源成为可能。

3. 苛刻待机功耗要求： 低待机电流技术和优化的控制模式，轻松将空载功耗降至10mW以下，满足了全球日益严苛的生态设计法规要求。

4. 系统稳定性与可靠性： 集成的多重保护机制（OLP, OVP, OTP, Vcc Clamp, Auto-restart）为系统提供了内置的安全屏障，减少了外部保护电路的需要，提升了整体可靠性。

应用案例

    ○ 案例1：3W GU10 LED射灯驱动： 利用VIPer114B设计一个非隔离降压拓扑电源。得益于其高度集成，仅需少量外围元件即可在GU10灯泡的狭小金属腔体内实现85-265V AC宽电压输入、稳定350mA恒流输出的驱动，效率>85%，待机功耗<8mW，且完全满足EN55015 B级EMC要求。

    ○ 案例2：智能插座辅助待机电源： 使用VIPer113B构建一个反激式隔离电源，为智能插座的主控Wi-Fi/BLE模块提供稳定的3.3V/200mA待机电源（<1W）。其内置启动和自供电能力，确保主电路关闭后，待机电路仍能维持连接，待机功耗<10mW。OVP、OLP保护确保即使在通信模块异常时也不会损坏电源本身。

应用场景

VIPer11B系列转换器因其小巧、高效、低成本和高可靠性的特点，特别适合于以下广泛的应用场景：

  ● LED照明： 智能灯泡(E27, GU10等)、LED筒灯、装饰灯带驱动电源。

  ● 智能家居设备： 智能开关、插座、门锁、传感器、网关的辅助电源或主电源。

  ● 家用电器： 小家电（咖啡机、电饭煲、加湿器、风扇）的控制面板电源、显示背光电源。

  ● 智能电表与工业控制： 电表的辅助电源、通信模块电源、小型PLC或HMI的辅助供电。

  ● 其他： 低功率适配器、充电底座、安防摄像头模块供电等。

市场前景分析

全球物联网(IoT)和智能家居市场持续高速增长，驱动着小功率、智能化、高能效电源管理芯片的需求激增。据研究机构预测，智能家居设备、可连接小家电以及LED照明的渗透率将持续提升。在这一趋势下：

  ● 智能家居/照明驱动： VIPer11B的小型化和低待机功耗优势精准契合智能灯控、小型互联设备的供电需求，市场潜力巨大。

  ● 高能效法规推动： 全球范围内日益严格的能效法规将持续淘汰老旧的低效方案，VIPer11B的超低待机功耗成为其核心竞争优势。

  ● 成本敏感型应用： 在电表辅助电源、基础型小家电等对成本极其敏感的领域，VIPer11B通过高集成度降低系统总成本的优势将得到充分发挥。

综合来看，意法半导体VIPer11B凭借其独特的价值主张，在广阔的8W以下离线电源市场，尤其是在快速发展且碎片化的智能硬件领域，前景十分光明。

结语

意法半导体VIPer11B系列离线高压转换器，通过精妙的高度集成设计，在8W功率段内成功平衡了性能、能效、成本与尺寸这四大关键因素。它不仅有效解决了工程师在紧凑空间实现可靠供电、满足严苛能效法规以及降低BOM成本方面的常见挑战，更以其卓越的灵活性和内置保护功能为设计保驾护航。随着智能家居、物联网和LED照明的蓬勃发展，VIPer11B正凭借其高能效、低成本、小尺寸的核心优势，成为设计师构建下一代小型化、智能化设备电源系统的理想“芯”动力之选，持续赋能高效、绿色的电子未来。