消费类电子产品的
设计与制作
（讲义初稿）梅开乡撰写
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f2011年2月3日
项目2一种高效率家用LED灯电源的设计与制作
LED灯因其具有使用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点，被日益广泛得到应用。LED灯具价格较高，因为它包括了驱动电源、外壳、电路板和散热板等部件。其中作为LED灯的核心部件的驱动电源，若选用意法半导体公司（ST）的viper12A芯片来设计，可使成本降低到不足10元的水平。
21LED光源的基本特性
家用LED照明光源选用白光LED可从世界著名的LED制造商美国科锐公司CREE的有关资料了解到该公司生产的XRE系列的白光LED，驱动电流在350mA1A之间，在350mA工作电时的发光效率可达100lmW，是白炽灯泡发光效率的5倍，完全可以用作家庭照明。通常白光LED在在350mA时电压为28V39V之间典型值为33V，反向击穿电压为5V，可视角为900，温度系数为4mV0C。用4个这样的LED就可以做成一个家庭LED照明灯，其照明效率达400lmW，可达到8W荧光灯的照明效果。
22家庭照明LED电源的设计与制作
性能指标要求：工作电压为AC187V265V，输出电压为自适应电压6V135V，可以随意24个白光LED串联使用，输出电流为350mA，带短路保护。
221VIPer12A芯片简介
由意法半导体公司（ST）生产的VIPer12A芯片为双列8引脚，引脚图和内部结构图分别如图4（a）、（b）所示。从图4知，VIPer12A芯片是一个单封装的芯片，在同一片芯片上整合了一个专用电流式PWM控制器和一个高压功率场效应管。第4脚UDD为芯片的供电电源端，第3脚FR为反馈信号控制端，第1、2脚为场效应管的源极，第58脚为场效应管的漏极。控制器的工作频率为60KHZ，通过反馈端FR的控制，来进行脉宽调制，从而达到稳压的目的。器件的这种设计方式可以减少组件的数量，降低系统的成本，简化电路板的设计。因此，这个产品家族被广泛地用来设计离线式开关电源。VIPer12A芯片具有下述良好的性能：过热保护自动关断模式；防止输出端短路导致击穿故障的打嗝（HICCUP）保护模式；保证低负载条件下的低功耗工作模式；高压启动电流源以及待机的低功耗（小于1W）模式等。
222原理电路设计
采用光电隔离、单端反激式拓扑结构的基于VIPer12A芯片的离线式开关电源如图5所示。
VIPer12A芯片内带有一个专用电流式PWM控制器和一个高压功率场效应管（MOSFET），当PWM控制器输出高电平时，功率场效应管（MOSFET）导通变压器TF的初级绕组开始储存能量输出电压由变压r