使用BP2606CA和BP3337DA電源芯片實(shí)現(xiàn)隔離無(wú)頻閃非隔離電源的方案

　　在當(dāng)今高效節(jié)能照明需求日益增長(zhǎng)的背景下，設(shè)計(jì)一款性能優(yōu)異、成本可控的LED驅(qū)動(dòng)電源顯得尤為重要。其中，無(wú)頻閃、高功率因數(shù)以及在特定應(yīng)用中對(duì)隔離或非隔離的需求，是衡量電源好壞的關(guān)鍵指標(biāo)。本文將深入探討如何利用晶豐明源（BPSemi）的BP2606CA和BP3337DA兩款電源管理芯片，巧妙地實(shí)現(xiàn)一套既能滿足隔離要求，又能提供無(wú)頻閃輸出的LED驅(qū)動(dòng)電源方案。這種復(fù)合型設(shè)計(jì)旨在兼顧不同應(yīng)用場(chǎng)景的優(yōu)勢(shì)，例如在隔離端保證人身安全，而在非隔離端則可實(shí)現(xiàn)更高的效率和更緊湊的體積，最終通過(guò)巧妙的電路拓?fù)渑c器件選型，實(shí)現(xiàn)整體無(wú)頻閃的卓越表現(xiàn)。

　　核心芯片解析與選型理由

　　BP2606CA：隔離型非PFC恒流LED驅(qū)動(dòng)芯片

　　BP2606CA是一款專為隔離型LED照明應(yīng)用設(shè)計(jì)的初級(jí)側(cè)反饋恒流LED驅(qū)動(dòng)芯片。它集成了多項(xiàng)功能，包括高精度恒流控制、欠壓鎖定（UVLO）、過(guò)壓保護(hù)（OVP）、短路保護(hù)（SCP）以及過(guò)溫保護(hù)（OTP）等，極大地簡(jiǎn)化了外圍電路設(shè)計(jì)，并提升了系統(tǒng)的可靠性。

　　選型理由： BP2606CA采用原邊反饋控制技術(shù)，無(wú)需光耦和TL431即可實(shí)現(xiàn)高精度的恒流輸出，這不僅降低了系統(tǒng)成本，還提升了電路的穩(wěn)定性。其內(nèi)置的抖頻技術(shù)有助于優(yōu)化EMI性能，而多重保護(hù)功能則確保了電源在各種異常情況下的安全運(yùn)行。對(duì)于需要隔離的應(yīng)用場(chǎng)景，如LED筒燈、面板燈等，BP2606CA能夠提供可靠的電氣隔離，滿足安全規(guī)范要求。此外，其優(yōu)異的恒流精度和快速啟動(dòng)特性，使其成為隔離LED驅(qū)動(dòng)的理想選擇。

　　關(guān)鍵功能與作用：

　　原邊反饋恒流控制： 通過(guò)檢測(cè)初級(jí)繞組的電壓和電流信息，精確控制輸出電流，無(wú)需額外的反饋元件，有效降低成本和復(fù)雜性。

　　集成高壓?jiǎn)?dòng)： 芯片內(nèi)部集成了高壓?jiǎn)?dòng)電路，可直接從整流后的高壓DC母線啟動(dòng)，省去了外部啟動(dòng)電阻，簡(jiǎn)化了電路并提高了效率。

　　多重保護(hù)功能： 包括LED開(kāi)路保護(hù)（OVP）、短路保護(hù)（SCP）、過(guò)溫保護(hù)（OTP）和欠壓鎖定（UVLO），全面保障電源和LED負(fù)載的安全。

　　抖頻技術(shù)： 有效展寬開(kāi)關(guān)頻率頻譜，降低EMI，幫助電源輕松通過(guò)EMC測(cè)試。

　　高效率： 優(yōu)化了開(kāi)關(guān)損耗和傳導(dǎo)損耗，在高PF應(yīng)用中也能保持較高的轉(zhuǎn)換效率。

　　BP3337DA：高精度非隔離降壓型LED恒流驅(qū)動(dòng)芯片

　　BP3337DA是一款高精度、低成本的非隔離降壓型LED恒流驅(qū)動(dòng)芯片，適用于大功率LED照明應(yīng)用。該芯片工作在臨界導(dǎo)通模式（CRM），具有優(yōu)異的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，并支持全電壓輸入范圍。

　　選型理由： BP3337DA同樣采用了原邊反饋技術(shù)，無(wú)需環(huán)路補(bǔ)償，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。其臨界導(dǎo)通模式控制策略能夠有效降低MOSFET的開(kāi)關(guān)損耗，提升系統(tǒng)效率。更重要的是，BP3337DA通過(guò)獨(dú)特的算法實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的輸出電流紋波抑制，結(jié)合后級(jí)濾波，可有效實(shí)現(xiàn)無(wú)頻閃輸出。在非隔離應(yīng)用中，如LED球泡燈、PAR燈等對(duì)成本和體積要求較高的場(chǎng)合，BP3337DA憑借其高集成度、低成本和優(yōu)異的性能表現(xiàn)，成為極具競(jìng)爭(zhēng)力的選擇。

　　關(guān)鍵功能與作用：

　　非隔離降壓拓?fù)洌?/strong> 采用Buck（降壓）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，適用于非隔離應(yīng)用，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。

　　高精度恒流： 同樣通過(guò)原邊反饋實(shí)現(xiàn)高精度的恒流輸出，保證LED燈具亮度一致性。

　　臨界導(dǎo)通模式（CRM）： 開(kāi)關(guān)MOSFET在電感電流降至零時(shí)導(dǎo)通，可實(shí)現(xiàn)谷底開(kāi)關(guān)，有效降低開(kāi)關(guān)損耗，提升效率。

　　內(nèi)置功率MOSFET： 芯片內(nèi)部集成高壓功率MOSFET，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了外圍電路設(shè)計(jì)，減小了PCB面積。

　　優(yōu)秀的電流紋波抑制： 這是實(shí)現(xiàn)無(wú)頻閃的關(guān)鍵。BP3337DA通過(guò)其內(nèi)部精妙的控制算法，能夠有效抑制輸出電流紋波，即使在非隔離拓?fù)湎乱材転閷?shí)現(xiàn)無(wú)頻閃提供良好的基礎(chǔ)。

　　完善的保護(hù)功能： 包括LED開(kāi)路保護(hù)、短路保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)等，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

　　隔離與非隔離結(jié)合的方案設(shè)計(jì)

　　要實(shí)現(xiàn)隔離無(wú)頻閃非隔離電源的方案，一種創(chuàng)新且實(shí)用的方法是結(jié)合兩種拓?fù)涞膬?yōu)勢(shì)，即利用隔離電源提供必要的安全隔離，同時(shí)通過(guò)巧妙的電路設(shè)計(jì)和器件選擇，保證整體方案的無(wú)頻閃特性，尤其是在非隔離輸出端。這里我們構(gòu)想一個(gè)混合方案，或者說(shuō)，針對(duì)不同的應(yīng)用需求，靈活選擇其中一種并優(yōu)化其無(wú)頻閃性能。

　　方案一：基于BP2606CA的隔離型無(wú)頻閃方案

　　在這種方案中，BP2606CA作為核心控制器，實(shí)現(xiàn)隔離輸出。要達(dá)到無(wú)頻閃，除了BP2606CA自身良好的恒流控制外，關(guān)鍵在于后級(jí)的濾波和合適的電解電容選型。

　　電路拓?fù)洌?/strong> 典型的反激（Flyback）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

　　優(yōu)選元器件與作用：

　　CS電阻（電流采樣電阻）： 例如 0.5Ω ~ 1Ω / 1%精度，0805或1206封裝。

　　VCC供電電容： 例如 10μF / 50V電解電容。

　　啟動(dòng)電阻： BP2606CA內(nèi)置高壓?jiǎn)?dòng)，外部通常無(wú)需額外啟動(dòng)電阻，除非有特殊啟動(dòng)要求。

　　作用： 設(shè)置LED輸出恒流點(diǎn)，BP2606CA通過(guò)檢測(cè)CS引腳上的電壓來(lái)控制輸出電流。

　　選擇原因： 精度要求高（1%或更低）以保證輸出電流的準(zhǔn)確性。功率需滿足芯片功耗要求。

　　作用： 為BP2606CA芯片提供穩(wěn)定的工作電源。

　　選擇原因： 容量適中，能提供足夠的能量?jī)?chǔ)備，確保芯片穩(wěn)定工作。

　　作用： 抑制電源產(chǎn)生的電磁干擾，使其符合EMC標(biāo)準(zhǔn)。

　　選擇原因： 共模電感（如：ZMY或Ferrite Core Common Mode Choke）抑制共模噪聲；X電容（如：0.1μF/275VAC X2）抑制差模噪聲；Y電容（如：1nF/250VAC Y1）連接初次級(jí)地，抑制共模噪聲并提供安全隔離。具體參數(shù)需根據(jù)實(shí)際EMI測(cè)試結(jié)果調(diào)整。

　　作用： 對(duì)次級(jí)整流后的脈沖電流進(jìn)行濾波，大幅降低輸出電流紋波，是實(shí)現(xiàn)無(wú)頻閃的關(guān)鍵元件。

　　選擇原因： 這是實(shí)現(xiàn)無(wú)頻閃最最關(guān)鍵的元件之一。 容量越大，輸出電流紋波越小，頻閃越不明顯。耐壓需高于LED串工作電壓的1.5倍以上。選擇低ESR（等效串聯(lián)電阻）和長(zhǎng)壽命的電解電容，以保證電源的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性。高品質(zhì)的電解電容能有效平滑輸出電流，消除人眼可察覺(jué)的頻閃。

　　作用： 對(duì)變壓器次級(jí)輸出的脈沖電壓進(jìn)行整流。

　　選擇原因： 采用超快速恢復(fù)二極管（UF系列或FR系列）可降低開(kāi)關(guān)損耗，提高效率。高耐壓（1000V）確保足夠的安全裕量。

　　作用： 實(shí)現(xiàn)初級(jí)和次級(jí)之間的電氣隔離，并將初級(jí)能量傳遞到次級(jí)。

　　選擇原因： 關(guān)鍵參數(shù)包括匝數(shù)比、感量、漏感和絕緣等級(jí)。需根據(jù)輸出電壓、電流以及開(kāi)關(guān)頻率進(jìn)行定制設(shè)計(jì)。優(yōu)選骨架為EE10、EE13或EF12.6，磁芯材料選擇PC40或類似高頻低損耗鐵氧體。繞組應(yīng)采用多層絕緣線或加強(qiáng)絕緣設(shè)計(jì)，確保符合安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)（如IEC 61347）。

　　作用： 對(duì)整流后的脈動(dòng)直流電壓進(jìn)行濾波，降低紋波，為反激變換器提供相對(duì)穩(wěn)定的直流輸入電壓，同時(shí)影響功率因數(shù)（PF）和總諧波失真（THD）。

　　選擇原因： 容量越大，輸入紋波越小，PF越高，但成本和體積也越大。需根據(jù)目標(biāo)PF和THD要求進(jìn)行權(quán)衡。選擇可靠品牌確保ESR和壽命。

　　作用： 將交流市電整流為脈動(dòng)直流。

　　選擇原因： 1A的電流能力足以滿足小功率LED驅(qū)動(dòng)需求，1000V的反向耐壓保證了在220V交流輸入下的可靠性。封裝小巧，成本低。

　　整流橋堆（Bridge Rectifier）： 例如 MB10F (1A, 1000V) 或 DB107 (1A, 1000V)。

　　高壓電解電容（Bulk Capacitor）： 例如 4.7μF ~ 10μF / 400V，品牌如 Samwha (三和)、Teapo (智寶) 或 Rubycon (紅寶石)。

　　變壓器（Transformer）： 隔離電源的核心，決定了隔離性能和能量傳輸效率。

　　次級(jí)整流二極管（Secondary Rectifier Diode）： 例如 UF4007 (1A, 1000V) 或 FR107 (1A, 1000V)。

　　輸出電解電容（Output Capacitor）： 例如 220μF ~ 470μF / 35V (根據(jù)LED燈串電壓選擇耐壓)，品牌如 Samwha、Teapo 或 NCC (日本化工)。

　　EMI濾波器（EMI Filter Components）： 共模電感、X電容、Y電容等。

　　BP2606CA外部電阻電容網(wǎng)絡(luò)：

　　方案二：基于BP3337DA的非隔離型無(wú)頻閃方案

　　BP3337DA本身對(duì)電流紋波抑制有優(yōu)化，但在非隔離方案中，要實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)頻閃，仍需在輸出端進(jìn)行額外處理。

　　電路拓?fù)洌?/strong> 典型的降壓（Buck）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

　　優(yōu)選元器件與作用：

　　CS電阻（電流采樣電阻）： 同方案一，0.5Ω ~ 1Ω / 1%精度。

　　VCC供電電容： 同方案一，10μF / 50V電解電容。

　　作用： 在非隔離方案中，這是實(shí)現(xiàn)無(wú)頻閃的關(guān)鍵所在。 對(duì)輸出電流進(jìn)行大幅濾波，確保電流紋波極小。

　　選擇原因： 相比隔離方案，非隔離方案的輸出紋波更容易受到輸入端的影響。因此，需要更大的輸出電容來(lái)平滑電流。選擇低ESR、長(zhǎng)壽命、高紋波電流能力的電解電容至關(guān)重要。必要時(shí)，可考慮并聯(lián)多個(gè)電容以降低等效ESR，或采用固態(tài)電容以獲得更優(yōu)的性能和壽命。

　　作用： 在MOSFET關(guān)斷時(shí)，為電感電流提供通路，保證能量持續(xù)傳遞到負(fù)載。

　　選擇原因： 肖特基二極管具有低正向壓降和快速恢復(fù)時(shí)間，能有效提高效率。耐壓需高于最大輸出電壓，電流能力需大于最大輸出電流。

　　作用： 儲(chǔ)能和濾波，是降壓轉(zhuǎn)換器核心元件。

　　選擇原因： 電感量大小影響輸出電流紋波和效率。額定電流需大于最大輸出電流。低ESR能有效降低損耗，高Q值保證電感性能。

　　整流橋堆（Bridge Rectifier）： 同方案一，MB10F 或 DB107。

　　高壓電解電容（Bulk Capacitor）： 同方案一，4.7μF ~ 10μF / 400V。

　　降壓電感（Buck Inductor）： 例如 220μH ~ 470μH / 0.5A~1A，選用低ESR、高Q值的工字型電感或一體成型電感。

　　續(xù)流二極管（Freewheeling Diode）： 例如 SR260 (2A, 60V) 肖特基二極管 或 MBR2045CT (20A, 45V) (根據(jù)輸出電壓電流選擇)。

　　輸出電解電容（Output Capacitor）： 例如 470μF ~ 1000μF / 35V (根據(jù)LED燈串電壓選擇耐壓)，品牌如 Samwha、Teapo 或 NCC。

　　BP3337DA外部電阻電容網(wǎng)絡(luò)：

　　無(wú)頻閃的關(guān)鍵技術(shù)與元器件優(yōu)化

　　無(wú)論采用隔離還是非隔離方案，要實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)頻閃（通常指在100Hz或120Hz工頻下，輸出電流紋波深度小于5%甚至更低），以下幾個(gè)方面至關(guān)重要：

　　輸出濾波電容的選擇： 這是核心中的核心。

　　容量： 在滿足成本和體積限制的前提下，盡量選擇大容量的輸出電解電容。電容容量與紋波電流的乘積決定了紋波電壓，而紋波電壓直接影響輸出電流紋波。

　　ESR（等效串聯(lián)電阻）： 選擇低ESR的電容。ESR會(huì)在線路中產(chǎn)生額外的壓降，導(dǎo)致紋波增大和損耗增加。低ESR的電容能夠更有效地平滑電流。

　　壽命與耐溫： 由于電解電容是電源中的薄弱環(huán)節(jié)，選擇長(zhǎng)壽命、高耐溫（如105℃）的品牌電容，以保證電源的長(zhǎng)期可靠性。

　　并聯(lián)： 在空間允許的情況下，可以考慮并聯(lián)多個(gè)中小容量的低ESR電容，以降低等效ESR，提升濾波效果。

　　電源芯片本身的紋波抑制能力：

　　BP3337DA在內(nèi)部控制算法上對(duì)紋波抑制做了優(yōu)化，這為其實(shí)現(xiàn)無(wú)頻閃提供了很好的基礎(chǔ)。BP2606CA作為隔離芯片，其原邊反饋模式對(duì)次級(jí)紋波也有一定抑制作用。

　　電感的選擇（非隔離方案）：

　　電感量： 合適的電感量能有效減小開(kāi)關(guān)電流紋波，從而降低輸出電流紋波。

　　飽和電流： 電感的飽和電流必須遠(yuǎn)大于峰值工作電流，以避免磁飽和導(dǎo)致電感量下降，紋波增大。

　　直流電阻（DCR）： 選擇DCR小的電感，可降低傳導(dǎo)損耗，提升效率。

　　電路布局與EMI：

　　合理的PCB布局可以降低寄生參數(shù)，減少噪聲耦合，有助于改善EMI性能，間接提高電源的穩(wěn)定性。

　　EMI濾波器的選擇和布局也直接影響電源的抗干擾能力和對(duì)外干擾。

　　高功率因數(shù)（PF）和低總諧波失真（THD）：

　　BP2606CA和BP3337DA通過(guò)各自的控制方式（如CRM模式）在一定程度上提升了PF。為了進(jìn)一步優(yōu)化PF和THD，尤其是對(duì)于非隔離方案，可能需要考慮加入額外的PFC級(jí)，但這會(huì)增加成本和復(fù)雜度。對(duì)于普通無(wú)頻閃應(yīng)用，芯片自帶的PF優(yōu)化通常已經(jīng)足夠。

　　總結(jié)

　　結(jié)合BP2606CA和BP3337DA芯片，我們可以構(gòu)建出滿足不同需求的LED驅(qū)動(dòng)電源方案。BP2606CA適用于需要安全隔離的場(chǎng)合，通過(guò)優(yōu)化輸出濾波電容實(shí)現(xiàn)無(wú)頻閃；BP3337DA則專注于非隔離降壓應(yīng)用，憑借其內(nèi)置的紋波抑制優(yōu)化和外部大容量輸出電容，同樣能夠提供卓越的無(wú)頻閃效果。在元器件選擇上，始終圍繞“可靠性、效率和無(wú)頻閃”這三大核心目標(biāo)。尤其是輸出濾波電容，其容量、ESR和壽命直接決定了頻閃抑制效果和電源的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，因此在選型時(shí)務(wù)必優(yōu)先考慮高品質(zhì)產(chǎn)品。 通過(guò)精心設(shè)計(jì)和選擇合適的元器件，我們可以確保最終的LED驅(qū)動(dòng)電源在滿足安全要求的同時(shí)，提供人眼無(wú)法察覺(jué)的舒適照明，極大地提升用戶體驗(yàn)。