基于BP3125的LED驅動器

閆威風，王春芳

（青島大學 自動化工程學院，山東青島266071）

近幾年，LED燈憑借其體積小、功耗低、使用壽命長等優點得到了國家的大力支持，價格在不斷降低［1-3］，一個LED燈進入家庭的時代正在迅速到來。本文主要介紹了基于BP3125芯片的照明用LED驅動器。

1 LED驅動電路的設計

1.1 BP3125芯片介紹

晶豐電子科技有限公司生產的BP3125芯片是行業內極具成本效益的照明用LED驅動數字控制芯片，它適用于90Vac到265Vac電壓范圍內、功率14 W以下的反激式隔離LED恒流電源，工作在電感電流斷續模式，可以達到優異的線性調整率和負載調整率。其內部結構如圖1所示，該芯片是一款高精度LED恒流控制開關芯片，芯片內帶有高精度的電流取樣電路，使得LED輸出電流精度達到±3%以內。該芯片采用原邊反饋模式，無需次級反饋電路，也無需補償電路，只需要極少的外圍元件即可實現恒流，極大地節約了系統的成本和體積。其特性包括：內部集成650 V的MOSFET功率管、芯片超低工作電流、低功耗及帶有LED過電壓保護等功能。

1.2 BP3125應用電路

圖1 BP3125的內部結構

BP3125應用電路如圖2所示，該電路采用典型的反激電路，系統上電后，電路的原邊通過啟動電阻R6和R9對電容C4進行充電，C4連接在芯片的VCC和GND兩端，為芯片提供電壓，當C4的電壓達到芯片啟動閥值時，芯片內部控制電路開始工作。系統啟動后，芯片輸入電壓Vcc由D6與C4組成的半波整流電路進行供電。電路通過FB來反饋輸出電流的狀態，通過分壓電阻R7可以進行線電壓的補償。功率開關管設置了限流電阻R5、R8與R11，芯片逐周期檢測變壓器原邊的峰值電流，CS端連接到芯片內部的峰值電流比較器的輸入端，與內部500 mV閾值電壓進行比較，當CS外部電壓達到內部檢測閾值時，功率管關斷，從而降低原邊電流，當電流降低下來后，開關管再次導通，如此循環，保持負載電流的穩定。

原邊峰值電流IPP_K的表達式為：

圖2 BP3125的應用電路

CS比較器的輸出還包括一個500 ns前沿消隱時間。

LED輸出電流IOUT的計算方法：

式中，NP是變壓器原邊的匝數；NS是變壓器副邊的匝數。

1.3 BP3125的保護設計

（1）過電壓保護。當芯片的供電電壓Vcc高于16 V時，芯片關斷功率管MOSFET，降低了原邊電流，芯片自動重啟直到外部過壓狀態解除；Vcc內部自帶19 V鉗位電路，以防止異常條件下芯片損壞。

（2）過溫保護。芯片內部熱保護電路檢測結溫度，當結溫度超過閾值（150℃）時，將關斷功率MOSFET，直到結溫度下降20℃后，其內部MOSFET才會重新使能。

（3）短路斷路保護。當輸出出現LED短路或LED開路時，系統將自動進入低功耗模式，同時不斷檢測負載狀態，直到故障解除。當故障解除后，系統自動恢復正常工作。

2 實驗驗證

該驅動器的輸出電壓電流曲線圖如圖3所示，從圖中可以看出在6 W到14 W額定功率范圍內電流是保持恒定的，電壓隨著功率的增大逐漸變大。

圖3 輸出電壓電流曲線圖

圖4 是該驅動器在220 Vac／6 W滿載工作時的波形圖。圖4（a）是電流采樣端電壓uCS的波形圖，當該芯片在CS端電壓uCS超過500 mV時，功率管閉合，uCS降為零。圖4（b）是功率管漏源極電壓uDS的波形圖，功率管閉合之后，uDS變為零，此時原邊的電流降低，功率管斷開，進入下一個周期。圖4（c）是該驅動器的輸出電流波形圖，電流鉗上調在了100 mV／1 A檔，示波器上是50 mV／A格，轉化成電流是500 mA／格，電流維持在250 mA左右，與前面測定的相符合。圖4（d）是FB反饋端的電壓uFB的波形圖，其閥值電壓在1 V，其波形隨著uDS的變化而變化。

圖4 220 Vac／6 W滿載時工作波形圖

3 結束語

本文介紹了一款高精度原邊反饋的LED恒流控制開關，其獨特的原邊反饋模式，無需次級反饋電路，只需要極少的外圍元件即可實現恒流，這對于節約系統成本和體積有著重大意義。

［1］ 廖志凌，阮新波.半導體照明工程的現狀與發展趨勢［J］.電工技術學報，2006，21（9）：50-68.

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