器次级的输出电容C5来提供,由于工作频率较高,所以输出电容C5不需太大。当PWM控制器输出低电平时,场效应管截止,变压器次级开始向负载释放能量,同时向输出电容C5进行充电,整个过程通过光电耦合U2的反馈支路进行控制。考虑到输出电压太高会引起VIPer12A芯片本身损耗增大,可能导致发热损坏,所以本设计运用低成本的双运放U4(LM358)中的一个(U42)设计成电压控制环路,使
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f该电源输出最高电压控制在135V左右,能够够快速有效地保护电源工作在可控的范围以内。同时为了控制LED的功耗,本设计又运用双运放U4的另一个(U41)设计成电流控制环路,使LED工作在恒流350mA左右,以满足LED的工作要求,限制其自身功耗。双环路的自动控制可以提高本电源工作的可靠性和稳定性。为了防止产生自激,在两个环路中各自增加了RC补偿网络,如图5所示。启动时由芯片的高压源产生激磁电流,使输出端建立电压,同时变压器的辅助绕组随着输出也建立相应的电压,给VIPer12A芯片供电,开始正常用工作,RS为电流取样电阻,同时有过载保护作用。
(a)引脚图;
(b)内部结构图
图4VIPer12A芯片
图5LED灯电源原理图
223变压器的设计与制作
高频变压器设计是LED灯电源的关键部件,可以通过相关的设计工具来进行设计。由于工作在
60KHZ,使用的磁芯都为铁氧体材料,选择材料可按下述公式计算得功率容量AP为:APAwxAePtx1062XkoxkcxFoscxBmxJxη
上式中:Aw为磁芯的窗口面积;Ae为磁芯的有效横截面积;Pt为变压器的标称输出功率;Ko为窗口的填充系数;kc为磁芯的填充系数;Fosc为电源的工作频率;Bm为变压器的磁通密度;J为电流密度;η为变压器的工作效率。本设计取:Pt035x1355W;Ko≈02;kc≈1;Fosc60KHZ;Bm1500Gs;J5Amm2。将选取数据代入上式计算得:
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fAwxAe0031cm4考虑到绕线空间,宜选择窗口面积大一些的铁芯,查有关手册:
选用日本NiceraEI19铁氧体磁芯,其有效截面积Ae23mm2;AW55mm2;初始导磁率
为2300。可计算得EI19铁氧体磁芯的率容量AP为:APAwxAe023x055012cm40031cm4满足计算要求(实际上选择以后还需验
证调整),变压器的引脚图及外形图如图6所示。变压器各绕组的计算与电源的工作方式、电源的输入电压范围、工作频率、脉冲占空比等诸多因素有关,计算过程比较复杂,而且结果不是唯一的。下面只把某组计算结果列出。
图6变压器的引脚图及外形图
初级绕组(即输入绕组)P1、P2选用ф016mm的高强度漆包线,绕112匝,初级电感量为20Mh;
次级绕组r