应急灯作为小家电中的一种,其重要性不言而喻,能在突发断电情况下为人们提供临时照明,保障日常生活与工作安全。而LP2188AL非隔离降压开关电源恒压控制驱动芯片的出现,为设计一款高效、稳定且成本可控的应急灯电源方案提供了有力支持。以下是基于LP2188AL芯片的应急灯小家电方案详细阐述。
本方案旨在利用LP2188AL芯片为核心,打造一款适用于应急灯的小家电电源方案。该方案具备以下特点:
高效能转换:LP2188AL芯片采用先进的恒压控制模式,系统可工作于连续导通模式(CCM)和断续导通模式(DCM),能够根据负载变化自动调整工作状态,提高能量转换效率。其特有的PFM(脉冲频率调制)控制方式,进一步优化了音频特性,降低了开关损耗,使得电源在各种负载条件下均能保持高效运行。
高精度输出:芯片内部集成750V高压功率管,恒压控制精度高,固定5V输出电压,能够为应急灯提供稳定可靠的电源,确保灯光亮度稳定,避免因电压波动导致的闪烁或损坏。
简化设计:LP2188AL内置特有的峰值电流控制,无需外接CS电阻;内置启动电路,无需启动电阻。这些特性大大简化了外围电路设计,减少了元件数量,降低了设计复杂度和成本,同时提高了系统的可靠性。
多重保护功能:芯片具备VCC钳位/欠压保护、输出短路保护、电感过电流保护及过温保护等多重保护功能,能够在各种异常情况下及时保护电源和负载,延长产品使用寿命,确保应急灯在关键时刻能够正常工作。
1. 主电路设计
主电路采用非隔离Buck拓扑结构,具体设计如下:
输入端:应急灯电源的输入电压范围为85VAC~265VAC,需先经过整流桥整流成直流电压,再通过输入电容滤波,得到稳定的直流输入电压。整流桥可选用耐压值高于400V的整流桥,输入电容可选用容量为3.3uF/400V的电解电容,以满足不同输入电压条件下的滤波需求。
功率电感:根据系统参数建议,选择1mH的功率电感。电感值的选择需综合考虑负载电流、开关频率等因素,以确保电源在不同负载条件下均能稳定工作。
输出电容:输出电容选用容量大于100uF/10V的电解电容,用于平滑输出电压,减少纹波,确保应急灯灯光的稳定性和舒适性。
反馈电路:反馈电路由反馈电阻R1组成,阻值为680Ω。反馈信号从VOUT引脚取出,通过R1反馈到芯片的VCC引脚,形成闭环控制,确保输出电压稳定在5V。
2. 保护电路设计
VCC钳位/欠压保护:芯片内部集成VCC钳位电路,当VCC电压超过5.9V时,钳位电路会将电压钳制在安全范围内,防止芯片因过压损坏。同时,VCC欠压保护阈值为2.55V,当VCC电压低于此值时,芯片将停止工作,以保护电路。
输出短路保护:当输出电压Vo低于3.5V且持续时间超过88毫秒时,芯片会启动输出短路保护功能,停止PWM开关信号输出,防止因短路导致的电源损坏。
电感过电流保护:电感过电流保护阈值为390mA,当电感电流超过1.5倍的最大峰值电流IPK_MAX(260mA)且持续7个周期时,芯片将启动保护功能,停止PWM开关信号输出,保护电感和芯片。
过温保护:芯片内部集成过温保护电路,当芯片工作结温超过150℃时,过温保护功能启动,停止PWM开关信号输出,待温度降低到迟滞温度120℃以下时,芯片恢复正常工作。
高可靠性:LP2188AL芯片的多重保护功能和优异的动态性能,使得应急灯电源在各种恶劣环境下均能稳定运行,可靠性强,为应急灯的正常工作提供了有力保障。
低成本:芯片内部集成度高,简化了外围电路设计,减少了元件数量和成本。同时,非隔离Buck拓扑结构相较于隔离型电源,也降低了变压器等元件的成本,使得整个方案具有较高的性价比。
易设计:LP2188AL芯片的管脚封装为SOP7L,体积小巧,适合小家电紧凑的空间设计。芯片的电气参数和应用信息详细,便于工程师快速理解和设计,缩短了产品开发周期。
本方案适用于各种应急灯小家电产品,如家庭用的应急台灯、走廊灯、楼梯灯等,以及商业场所的应急照明灯等。在突发断电情况下,应急灯能够迅速启动,为人们提供临时照明,保障安全。同时,该方案也可用于其他需要5V100mA电源的小家电产品,如小型风扇、USB充电器等,具有广泛的应用前景。
LP2188AL非隔离5V100mA应急灯小家电方案,凭借其高效能转换、高精度输出、简化设计和多重保护功能等优势,为应急灯等小家电产品的电源设计提供了理想的解决方案。该方案不仅能够满足应急灯在各种情况下的稳定工作需求,还具有低成本、易设计等特点,具有较高的市场竞争力和应用价值。