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在智能家居領(lǐng)域，加濕器作為提升生活品質(zhì)的小家電，其電源方案的穩(wěn)定性與效率至關(guān)重要。芯茂微電子的LP2178A憑借其高集成度與優(yōu)異性能，成為非隔離5V200mA加濕器電源的理想選擇。本文將深入剖析基于LP2178A的加濕器電源方案，涵蓋技術(shù)規(guī)格、典型電路圖、電路板實(shí)物圖以及BOM清單等關(guān)鍵信息。
LP2178A專為小功率DC-DC轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)，其技術(shù)規(guī)格完美契合加濕器的電源需求：
輸入電壓范圍：90VAC~265VAC，覆蓋全球主流電網(wǎng)，確保加濕器在不同地區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行。
輸出電壓：4.6V~5.4V，典型值為5V，滿足加濕器電機(jī)與控制電路的供電要求。
輸出電流：200mA，可提供最大1W的輸出功率，足以驅(qū)動(dòng)小型加濕器的超聲波霧化模塊。
效率：在115VAC輸入時(shí)，效率可達(dá)62%，在230VAC輸入時(shí)效率為61.64%，高效轉(zhuǎn)換減少能量損耗，降低運(yùn)行成本。
待機(jī)功耗：小于100mW，符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，減少待機(jī)能耗。
紋波與噪聲：小于100mV，確保加濕器運(yùn)行時(shí)電源輸出穩(wěn)定，避免干擾霧化效果。
過(guò)流保護(hù)：350mA自動(dòng)重啟保護(hù)，防止電機(jī)短路或過(guò)載損壞電源芯片。
工作溫度：0℃~75℃，適應(yīng)家庭環(huán)境的溫度變化，確保加濕器全年穩(wěn)定運(yùn)行。
LP2178A的典型電路圖如下所示：
AC輸入：通過(guò)整流橋?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為直流電，輸入電壓范圍為90VAC~265VAC。
濾波電容：使用220μF/16V電解電容進(jìn)行輸入濾波，減少紋波。
LP2178A：核心芯片，負(fù)責(zé)將輸入直流電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的5V輸出。
輸出電容：使用2.2μF/400V電解電容進(jìn)行輸出濾波，確保輸出電壓穩(wěn)定。
5V輸出：直接連接到加濕器的霧化模塊和其他控制電路。
LP2178A的電路板實(shí)物圖如下：
尺寸：電路板尺寸為30mm×50mm，緊湊設(shè)計(jì)適合小型加濕器。
布局：關(guān)鍵元件如LP2178A、濾波電容和輸出電容布局合理，減少寄生效應(yīng)。
散熱：LP2178A下方有大面積銅箔散熱，確保在滿載時(shí)溫度不超過(guò)120℃。
以下是基于LP2178A的加濕器電源方案的BOM清單：
| 編號(hào) | 材料名稱 | 型號(hào)規(guī)格 | 單位 | 位置符號(hào) | 用量 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 貼片電阻 | 620R/0805 5% | PCS | R6 | 1 |
| 2 | 貼片電容 | 1uF/16V/0805 X7R 10% | PCS | C4 | 1 |
| 3 | 集成貼片IC | LP2178A/SOP8 | PCS | U1 | 1 |
| 4 | 貼片二極管 | A7(1N4007) SOD-123 | PCS | D1,D2,D3 | 3 |
| 5 | 貼片二極管 | ES1J(SF18) SOD-123 | PCS | D5 | 1 |
| 6 | 保險(xiǎn)絲電阻 | 線繞電阻 10R/1W | PCS | FR1 | 1 |
| 7 | 色環(huán)電感 | 1mH，1W | PCS | L1 | 1 |
| 8 | 工字電感 | 1mH，DR8*10mm | PCS | L2 | 1 |
| 9 | 電解電容 | 2.2uF/400V ￠8*12mm | PCS | C2,C3 | 2 |
| 10 | 電解電容 | 220uF/16V ￠8*12mm 高頻低阻 | PCS | C5 | 1 |
90VAC輸入：效率為62.0%，功耗為67mW。
115VAC輸入：效率為65.7%，功耗為755mW。
230VAC輸入：效率為64.87%，功耗為1520mW。
264VAC輸入：效率為60.49%，功耗為1620mW。
115VAC輸入，滿載：紋波為48mV。
230VAC輸入，滿載：紋波為28mV。
264VAC輸入，滿載：紋波為40mV。
90VAC輸入，10%~90%負(fù)載變化：輸出電壓波動(dòng)范圍為4.64V~5.20V。
264VAC輸入，10%~90%負(fù)載變化：輸出電壓波動(dòng)范圍為4.56V~5.20V。
90VAC滿載：LP2178A溫度為94℃，溫升19℃。
230VAC滿載：LP2178A溫度為101℃，溫升26℃。
264VAC滿載：LP2178A溫度為110℃，溫升35℃。
LP2178A在滿載時(shí)溫度較高，建議在芯片下方增加大面積銅箔散熱。
在高溫環(huán)境下，可考慮增加小風(fēng)扇輔助散熱。
輸入濾波電容和輸出濾波電容的選型對(duì)紋波抑制至關(guān)重要，建議選擇高質(zhì)量的電解電容。
在PCB設(shè)計(jì)中，確保濾波電容的布局靠近LP2178A，減少寄生電感。
LP2178A內(nèi)置過(guò)流保護(hù)功能，但在設(shè)計(jì)中建議增加外部保險(xiǎn)絲，提供雙重保護(hù)。
為防止雷擊損壞，可在輸入端增加壓敏電阻。
LP2178A憑借其高集成度、高效能轉(zhuǎn)換和優(yōu)異的穩(wěn)定性，成為非隔離5V200mA加濕器電源的不二之選。通過(guò)本文提供的技術(shù)規(guī)格、典型電路圖、電路板實(shí)物圖及BOM清單，工程師可以快速實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的加濕器電源設(shè)計(jì)。