VIPER12制作LED灯电源，VIPER12_LED_POWER_SUPPLY

很多朋友对VIPER12制作LED灯电源，VIPER12_LED_POWER_SUPPLY不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

VIPER12做LED灯电源，VIPER12 LED POWER SUPPLY

关键词：VOPER12、LED电源电路图

作者：许伟刚一、LED光源的基本特性家用LED光源一般为白光LED，驱动电流在350mA至1A之间。 350mA时发光效率可达100流明/瓦，可用作家庭照明。一般白光LED在350rnA工作电流下的电压在283.9V之间，典型值为3.3V，反向击穿电压为5V，视角为90'，温度系数为-4mV/。一个家用LED灯可以用4个这样的LED制成。其发光效率达到400流明/瓦，可达到8W荧光灯的发光效率。 二、 家用LED电源设计生产性能指标要求：工作电压AC187~265V，输出电压自适应6~13.5V，可串联2~4颗白光LED，输出电流350mA，带短路电路保护。 1. VIPer12A 芯片简介意法半导体（ST）生产的VIPer12A 是一款8 引脚芯片，外观如上图所示。 VIPer12A是一款单封装产品，在同一芯片上集成了专用电流模式PWM控制器和高压功率场效应MOS晶体管。其内部原理如下图所示。 VDD为芯片电源，FB为反馈控制端。其余为场效应管的漏极和源极，控制器工作频率为60kHz。通过反馈端FB的控制，进行脉宽调制，达到稳压的目的。该设备的设计方式可减少元件数量。降低系统成本并简化电路板设计。因此，该产品系列广泛用于设计离线开关电源。 VIPer12A产品具有：自动热关断、防止输出短路导致击穿故障的打嗝（HICCUP）保护模式以及确保低负载条件下低功耗的突发模式。高压启动电流源和低待机功耗（小于1W）等良好特性。 2、原理设计：首先，我们使用VIPer12A设计一款离线式开关电源，采用光电隔离、单端反激拓扑。如下图所示，VIPer12A有一个PWM控制器和一个高压MOSFET（场效应管）。当PWM控制输出为高电平时，场效应管导通，变压器TF的初级开始储能，输出电压由变压器次级提供。输出电容器C5保持不变。由于工作频率高，输出电容不需要太大；当PWM控制输出为低电平时，场效应管截止，变压器次级侧开始向负载释放能量，同时对输出电容充电。整个过程通过光电耦合器U2的反馈支路进行控制。考虑到输出电压过高会导致VIPer12A本身损耗增大和热损坏，本电路采用其中一款低成本双运放U4(LM358)(U4:2)来设计电压控制环路。电源最大输出电压控制在13.5V左右，可以在可控范围内快速有效地保护电源。同时，为了控制LED的功耗，我们利用双运放U4的另一部分设计电流控制环路，使LED工作在350rnA左右的恒流下，满足工作时的要求。 LED的要求并限制其自身的功耗。双环控制可以提高该电源的可靠性和稳定性，防止自激。两个环路中各添加一个RC 补偿网络。本设计的电路如下图所示。启动时，芯片的高压源产生激励电流，使输出建立电压。同时，变压器的辅助绕组也与输出建立电压，为VIPer12A供电并开始正常工作。 RS为电流采样电阻，具有过载保护功能。

3、变压器设计与制作本电源的核心是变压器的设计，可以通过相关的设计工具或者估算来进行。由于工作在60kl-1z，所以所用磁芯均为铁氧体材料。磁芯选型可参考以下公式： AwAe=Ptxl06/[2KoxKcFoscBmJn] 其中：P1（变压器标称输出功率）=Pout=0.3513.55WKo （窗口铜填充系数）0.2Kc（磁芯填充系数）=1（对于铁氧体）FOSC LED灯电源的工作频率为60kHzBm（变压器磁通密度）=1500GsJ（电流密度）=5A/mm2。变压器运行效率的估计Aw为90%。窗口面积，Ae为磁芯有效截面积AwAe=5106/[2x021601031500Gs5090]=0.031cm4 考虑绕线空间，选择一个具有更大窗口面积的磁铁。磁芯，查看相关手册：选用日本NICera E119铁氧体磁芯，初始磁导率为2300，E119铁氧体磁芯。有效截面积Ae=23mm2，其窗口面积Aw=55mm2，E119的功率容量乘积为：Ap=AeAw=0.230.55=0.12cm40.031cm4。满足计算要求（需实际选型后验证调整）。下图为变压器引脚及外形图。变压器各绕组的计算与电源工作模式、电源输入电压范围、工作频率、脉冲占空比等诸多因素有关，过程相对复杂，结果也不唯一。这里仅列出某个计算结果。初级线圈P1、P2为直径0.16mm高强度漆包线，112匝，初级电感为2.0mH：辅助线圈B1、B2为直径0.12mm高强度漆包线，50轮流；次级线圈（输出绕组）S1、S2为直径0.32mm、30匝的高强度漆包线。由于该变压器体积较小，主要考虑安全绝缘技术。先绕辅助绕组，加一层绝缘层，再绕初级绕组，加三层绝缘，最后绕次级绕组，包上绝缘层。注意同名末端的名称。需要注意的是，上电后辅助绕组为芯片提供电源。由于VDD的正常范围是9~38V，根据单端反激式电源的工作方式，该绕组与输出绕组同端的极性是相同的。其计算是根据次级线圈的匝数和电压来确定的。也就是说，辅助线圈与次级线圈的匝数比就是辅助电压与输出电压的比值。当输出电压在613.5V之间变化时，辅助电压VDD必须在938V范围内，否则电源的性能指标将达不到设计要求。如下所示。 4 PCB板设计该电源设计为矩形形状，可以与光源的散热结构组装在一起，制成类似于小型日光灯的家用照明。下图为PCB板及元件布局图：当然也可以根据LED灯具的要求进行设计。做成花园形状，做成灯头形状。 三、 测试与分析测试分两步进行。首先使用模拟负载，然后连接实际的LED光源，并将电源输入端连接到功率计。具体结果如下表所示。输出短路时，电源打嗝保护正常。当输出为13.6V，电源输入功率为6.3W时，电源效率为13.60.338/6.3=73%，效率较高；当电源调整为ACl87V和AC265V时，负载测试数据如下表所示。电压/V

以上知识分享希望能够帮助到大家！