线性驱动IC BP5112 应用指南 2013.03.01 冯卓民 www.bpsemi.com 2018/12/30 Confidential www.bpsemi.com 1.

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1 线性驱动IC BP5112 应用指南 2013.03.01 冯卓民 www.bpsemi.com 2018/12/30
Confidential 1

2 BP5112芯片介绍 特点： 外围电路非常简单，驱动器体积非常小 无需磁性元件 母线电压变化±20％仍可工作 超快LED启动
高效率 芯片供电欠压保护 芯片过温调节功能 SOP-8封装 芯片脚位说明： VCC：芯片电源； GND：芯片地； CS： 电流采样端； S ：内部功率MOS管源极； DRAIN： 内部功率MOS管漏极； NC： 无需连接，必须悬空

3 BP5112 典型应用说明： 整流器：桥后不直接加入电解，可获得高功率因数。 AC交流输入：适合单压输入，不适合全压范围内工作。
保险及压敏器件：根据需要加入。 VCC供电：输入电压范围不一样，设计电阻值要适当调整

4 BP5112 典型应用说明： 输出电容：与LED并联，加入这个电容，可增加LED灯珠利用率，提高LED的导通角度。 电流采样电阻：
其中：VREF为0.5V 电流补偿：R5和R6为电流补偿回路。外部的电流补偿可使电源在输入电压变化的时候输入功率相对稳定。但输出电流会有所下降。

5 BP5112 参数设计及原理说明： BP5112的外围电路设计简单，启动电阻只需根据输入电压的大小保证芯片有足够的工作电流即可（一般高压输入使用两个330K串联，低压输入使用两个150K并联）。主要工作在于灯电流以及补偿量的设计。 当不加补偿电路的时候：灯电流只需要通过调整采样电阻即可； 注：这里的恒流概念是，工作时为恒流，但周期内的工作时间随输入输出情况而变。 此时的电流波形如下： 设定的电流值 当输入电压比输出电压高时，LED导通。因此导通时间长短与灯电压和输入电压之差有关。

6 BP5112 参数设计及原理说明： 输入功率在单周期内的波形为： 功率计算及损耗分析： 因此，输入实际功率为：
因此，输入实际功率为： 注：由此可见，当LED电流一定的情况下，输入电压越高，输入功率也就也大。阴影面积所示的损耗也就越大。

7 BP5112 参数设计及原理说明： 加入线性补偿可以解决这个问题( 典型应用中R5,R6为补偿网络)：
其原理在于：当母线电压越高时，开关管上的电压也越高，通过R5,R6的分压，可使电流实际基准下降，实际LED电流下降，从而保持输入功率的稳定。通过补偿后，周期内的实际电流波形如下： 可见，在波峰段，输入电压较高的情况下，LED的电流会下降。输入功率更为平整，损耗量更少。

8 BP5112 参数设计及原理说明： 在有补偿的情况下，即使输入电压变化，输如功率也能得到相应的控制。
其中：红色曲线为不加补偿回路的输入功率变化；蓝色曲线为加入补偿的功率变化情况。 通常我们建议客户加入补偿电路，以保证电网电压升高时，损耗加大，导致温升急剧上升而造成安全隐患。

9 BP5112 测试总结及拓展应用： BP5112的应用主要有三种方式，其区别在于是否加入电解电容，以及加入的电解的位置。
1. 整流桥后加入电解 该方式得到的性能基本和LDO类似，能得到较为稳定的输出，但也有LDO的缺陷。低PF值，高压效率低。当然，有5112控制后，能解决LDO所不能解决的问题，输出电流可调，能进行功率补偿，避免高压输入时过热，芯片内部有过温保护，进一步保证系统安全。

10 BP5112 测试总结及拓展应用： 2. 不加任何电解电容 3. 电解电容与LED并联
这是前两种方式的一个折衷设计。能提高调整率性能，提高灯珠利用率，但会降低PF值，不太适合平面化。 这是最简单的应用方式，能得到较高的PF值，不用任何电感电容，能实现平面化设计。当然，其调整率会稍差。

11 BP5112 测试结果： 输入电压（V） 输入功率（W） 输入PF 180 3.19 0.842 200 5.67 0.89 220
6.38 0.923 240 6.66 0.937 265 6.23 0.904 BP5112，LED并联2.2uF电解电容的时候，调整采样电阻。其调整率如下： 输入电压（V） 输入功率（W） 输入PF 180 4.66 0.813 200 6.05 0.88 220 6.52 0.913 240 6.87 0.93 265 6.43 0.911

12 BP5112 测试总结及拓展应用： 由以上测试数据可见：BP5112的方案能很好地稳定输入功率。输入功率不会因为输入电压的变化而产生明显的加大，保证其系统的可靠性。加入电容，能获得更宽的工作范围。 效率应用及计算：BP5112的输入以及输出都不是一个直流的量，在前面的分析和计算中都是通过积分计算而得到的，因此在客户端用外用表测出的读值再计算就不准了。实际测试中，可用示波器来进行积分计算： CH1: LED灯上的电压波形；CH2:LED上的电流波形; M:通道1乘以通道3的乘积

13 BP5112 测试总结及拓展应用： 除了内部设计电路参数外，我们也要建议客户使用适当的灯珠电压来达到合适的应用，这和低压大电流的LED驱动照明，全部都由客户决定不同。在输入为7W的应用中理论计算的结果如下： Iled 46mA 51mA 56mA 72mA Vth 230V 260V 280V 310V 电源效率 83.10% 90.40% 94.70% 99.40% PF 0.953 0.93 0.908 0.863 Pin(220V) 7.087W 7.072W 7.051W 7.165W 灯珠利用率 0.557 0.482 0.426 0.319 调整率(单位：W) Pin(200V) 5.967 5.638 5.192 4.06 Po(200V) 5.888 5.403 5.146 4.026 Pin(240V) 8.137 8.351 8.583 9.641 Po(240V) 6.349 7.117 7.696 9.222

14 BP5112 测试总结及拓展应用： 由以上计算可知：灯电压越高，效率越高，但灯珠利用率会变低，调整率也会变差。这需要折衷选择。LED并联电容后，能提高灯珠利用率以及调整率性能。 在各种应用中，LDO的方案最接近BP5112。但LDO只能把电解放置于整流桥后。输入功率随电压变化明显，无法控制。如下面数据所示： 电压/V 功率/W PF 180 2.3 0.527 200 4.7 0.537 220 5.83 0.512 240 6.3 0.508 265 6.8 0.499 对比这一数据和BP5112数据可以看出，无论是输入功率的稳定性，PF值都比BP5112的差。

15 总结 BP5112为单段高压灯珠恒流驱动IC。适合单压输入（包括单低压110V及单高压220V）小电流（40mA以下）的的LED驱动。具有极高的性价比。主要替代高压LDO的应用。对比于LDO，BP5112具有以下优点： 能获得较高的PF 能在高输入电压情况下获得较为稳定的输入功率 具有温度保护功能 能去掉电解电容，真正实现无电感，无电容的平面化设计 能根据需要灵活调节电路参数，不像LDO只能具有固定的某些恒流值

16 总结 BP5112有三种设计方案，可以加母线电解电容；可以加输出电解电容，也可以不加任何电解电容。三种方案各有优劣： PF 灯珠利用率
调整率 寿命 母线电解 低 高 输出电解 中 无电解 BP5112加母线电容的情况适合对灯珠利用率特别高的情况，但PF值只有0.5左右；加输出电容能得到较高的灯组利用率，PF值也能到0.7以上；无电解方案能得到较高的PF值，220V时能得到0.9，适合平面华设计。

17 总结 BP5112方案电路结构非常简单。基本归纳为三部分调节模块：一个是供电部分，一个是恒流部分，再就是补偿部分。供电部分基本可以保持220V输入时用两个300K串联，110V输入时采用两个150K串联。而恒流和补偿部分可以按下面原则调试。 当调试时，建议先调整好补偿电阻，获得比较合适的调整率。电阻越大，高压时输入功率下降越小，电阻越小，高压时输入功率下降越大。调试好调整率后再调整采样电阻，以获得在典型电压输入时的功率。加入电容后，在输入正弦波谷的周围也有能有电容续流，对调整率影响不明显，只需微调，再调整采样电阻到合适的功率即可。