LED驱动电源实例：5W带无源PFC和TRIAC调光

由BP3108构成5W隔离式TRIAC调光的LED驱动电源电路如图12-4所示。该LED驱动电源的外型尺寸为55mm（长）×20mm（宽）×20mm（高）。交流输入电压范围u=85～264V，输出电压U_LED=+16.5V，额定输出功率为5W，能驱动由5只大功率LED构成的

图12-4 SW隔离式TRIAC调光的LED驱动电源电路

LED灯串。每只LED的正向压降U_F=3.3V，正向电流I_LED=330mA。该电源主要包括以下9部分：①TRIAC调光器；②EMI滤波器及整流滤波器；③BP3108的启动电路；④TRIAC导通角检测电路；⑤TRIAC调光电路；⑥恒流控制电路；⑦反馈电路；⑧输出整流滤波电路；⑨保护电路。

85～264V交流电首先通过EMI滤波器，然后经过桥式整流滤波器BR、C₂、L和C₃，获得直流高压U_I，称之为线电压。EMI滤波器由线间电容器（X电容）C₁、压敏电阻器（R_V）组成，串模扼流圈L和C₄也可看成EMI滤波器的一部分。该电源的EMI测试曲线如图12-5所示。由图可见，电磁干扰的平均值波形幅度低于欧洲《电气照明和类似设备的无线电干扰特性测量方法和限值》（EN 55015-2007）认证所规定的峰值极限值和平均值极限值。

图12-5 EMI测试曲线

BP3108的启动电流仅为25μA（典型值）。上电后，线电压经过R₅、R₆对U_CC端的旁路电容器C₅进行充电，当U_CC达到芯片的开启电压阈值（典型值为14V）时，芯片内部的控制电路开始工作。电源启动之后，启动电路就停止工作，改由反馈绕组的输出电压经过VD₃、C₅整流滤波后，给BP3108提供电源电压。

该电源采用R、C、VD型钳位保护电路。R₇、C₆用于吸收由高频变压器漏感形成的尖峰电压。VD₂为阻塞二极管，采用1A/100V的快恢复二极管FR103，其反向恢复时间为500ns。

输出整流管VD₄采用2A/200V的超快恢复二极管ES2D，其反向恢复时间低至20ns。C₈为输出滤波电容器，C₉用于滤除高频纹波噪声。R₁₃为假负载。(www.xing528.com)

BP3108内部集成了TRIAC调光电路，它采用导通角检测的专利技术，可兼容市场上大部分TRIAC调光器。当U_BR＞30V时，稳压管VD_Z被击穿，线电压经过VD_Z、R₂和R₃取样后送至TRIAC端，再经过芯片内部的导通角检测电路和TRIAC调光电路，来调节LED的电流。输出电流（I_LED）与TRIAC导通角（θ）的关系曲线如图12-6所示，θ的范围是35°～135°。VD₁为隔离二极管，可将线电压取样电路与后级电路隔离开。

HCD端的驱动能力为500μA。当线路电压过低时，利用HCD端驱动晶体管VT，使VT导通，给TRIAC提供维持电流，确保TRIAC维持在导通状态。VT须采用高反压NPN型晶体管，要能承受400V的高压。

图12-6 I_LED与θ的关系曲线

BP3108内置多种保护功能。当U_CC＞16V时，关断外部功率开关管，芯片进入自动重启阶段，直至输入过电压故障被排除。U_CC端的内部还带19V钳位保护电路，防止因输入电压过高而损坏芯片。过热保护电路的阈值为160℃，并且有30℃的滞后量。当芯片结温T_J＞160℃时，立即关断功率开关管MOSFET，直到T_J降至130℃，MOSFET才恢复正常工作。一旦出现LED短路或开路故障，BP3108自动进入低功耗模式，与此同时还不断地检测负载状态，只要故障解除，就自动恢复到正常工作状态。

该LED驱动电源的性能测试数据见表12-1。

表12-1 LED驱动电源的性能测试数据