BP3108隔离式LED驱动电源的双向晶闸管调光设计

BP3108是双向晶闸管调光隔离反激式驱动控制芯片，电路无需光电反馈，采用一次侧反馈模式，控制工作在电流断续模式，不要补偿电路。交流输入电压为85～265V，输出电流准确率为3%可控制5只LED白光灯串，电源效率只有80%。控制光源由BP3108支持，可实现模拟调光，PWM调光和TRIAC调光两种方式。TRIAC的导通角是35°～135°，模拟调光电压范围是0.8～3.5V，调光比为4.37∶1。配置TRIAC调光模式是通过芯片内部控制导通角来实现无闪烁调光。如果电路输入电压过低，则驱动晶体管给双向晶闸管一个维持电流，确保双向晶闸管处于导通状态，次待命正常工作电压的到来。

BP3108具有完善的保护功能，包括过电压保护、欠电压保护，LED开路保护，LED短路保护，过热保护和电路检测保护等。

图2-39所示与BP3108内部结构框图。TRIAC脚是调光信号取样端，该脚可用作模拟调光信号输入。HCD脚通过晶体管给TRIAC提供电流，可接到晶体管基极。DIM脚是PWM调光脉冲信号输入脚，进行TRIAC调光时，该脚需接入1μF的旁路电容再接地。CS脚是开关管的一次电流检测端，该脚外部应接入一只电阻用作电流检测。GATE脚是开关管的栅极驱动端。U_CC脚是芯片的电源，它的范围是6.5～16.5V。FB脚与反馈信号输入端。芯片内主要包括上电复位电路、输入欠电压保护电路，输入过电压保护电路、LED短路保护电路、过热保护电路、反馈取样电路、基准电压稳压器、调光信号比较器、峰值电流比较器以及双向晶闸管导通角检测电路、TRIAC调光电路、TRIAC驱动电路等。

图2-39 BP3108内部结构框图

图2-40所示为BP3108隔离式TRIAC调光LED驱动原理图。全球性的电力供电电压为AC85～265V、50Hz或60Hz交流电压，首先经EMI低通滤器，再经桥式整流器UR和无源PFC功率因数校正，通过C₂、C₃、L₂平波后获得有一定功率因数的直流线性高压。电源经过这些电路变换输出的电能获取了较低的EMI和较高的cosφ，符合欧洲电气照明无线电干扰特性的量值。通电后，电路的启动电流为25μA。线电压经R₅、R₆降压对C₇进行充电，当U_CC的充电电压达到IC的开启电压时（14V），片内的各个电路开始工作，振荡电路此时由变压器及开关管开始电能转换，便有电压在变压器各绕组产生，这时反馈线圈的输出电压经VD₅、C₇整流滤波后给BP3108提供电源电压。R₇、C₈、VD₄是网络吸收电路，起着钳位保护的作用，VD₄是阻塞二极管。

图2-40 BP3108隔离式TRIAC调光LED驱动原理图(www.xing528.com)

BP3108内部集成双向晶体管调光电路，采用了晶闸管导通角检测技术。当输入电V_i高于30V时稳压管VS被击穿，输入电压由VS、R₃、R₄分压取样后送至IC的TRIAC脚，信号经片内去耦检测电路和调光电路，对LED的输出电流进行调节，使LED发光源适合设计的发光强度。当输入电压过低时，HCD脚的电压驱动晶体管VT₁，使它导通，这时给TRI-AC脚提供维持电流，使双向晶闸管处于导通状态，以等待输入电压正常再启动。

BP3108内部还集成各种保护功能。当V_CC＞16V时，外部开关管关断，控制IC进入重新启动。片内还设置有19V钳位保护电路，是防止输入高电压而损坏IC。160℃是芯片过热保护的阀值，本身还有30℃的滞后量，当芯片温度达到160℃时，MOS管将立即关断；当温度降到130℃后，MOS管恢复工作；一旦LED出现短路、开路，IC将自动进入检测负载状态，只等故障解除，将恢复正常状态。图中R₁₃是变压器一次绕组电流检测电阻，电流流入检测电阻R₁₃后，经IC的CS脚进入比较器的同相输入端，它与反相输入的500mV进行比较，当差值达到500mV时，电流比较器输出高电平，高电平经门电路，控制逻辑电路，由驱动级关断开关管，使输出电流降低，从而实现恒流循环体系。

前沿消隐电路的作用，是在MOS管导通时，将输出电流的上升沿封锁500ns的时间，其目的是使二次侧的尖峰电流导致开关电流提前结束，以免影响逻辑控制。

驱动LED灯串的输出电流计算如下：

用于LED照明的高频变压器的一次绕组、二次绕组的匝数比一般电源变压器的匝数高出一倍，这是因为所用LED照明的变压器的功率小、工作频率低（50kHz）。为了提高电源系统的稳定性，降低电磁干扰即是所要采取的措施。