BP321X 系统应用指南

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目录

可控硅调光器

基本算法

典型应用

应用注意事项

调试问题解决

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可控硅调光器

可控硅导通的条件：

门极电流>=Igt,直至负载电流>=IL

可控硅关断的条件：

负载电流<IH,并保持足够时间

Igt：门极电流阈值

IL: 闩锁电流

IH: 维持电流

双向可控硅简介

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可控硅调光器

可控硅导通的条件：

门极电流>=Igt,直至负载电流>=IL

*点AB之间有足够的电压差,才会产生门极电流

可控硅关断的条件：

负载电流<IH,并保持足够时间

可控硅调光器A

B

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可控硅调光器

前切 后切

可控硅调光器 切向类型

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可控硅调光器

1. 足够的Hold 电流，尤其在低亮度时

2. EMI滤波器所引起的输入电流的震荡，不引起可控硅误关断

调光兼容性的挑战

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基本算法

输入电压

输入电流

在最大导通时间8uS之内，峰值电流若小于设定值，则以固定导通时间8uS工作；

若在8uS之内，峰值电流大于等于设定值，则以固定峰值电流工作；

保证有足够的Hold电流

应用于BUCK结构

8

典型应用

BD1

C4

2.2uF/25V

L4

R4

100K/1206

R6

200K/1206

R7

3.3K

L2

R1

5.1k

R10

20K/1206C5

220uF/63V

C2

220nF/250V

C3

220nF/250V

R2

470R/1WC1

220nF/250V

R3

5.1k

L3

EE13

Vo:42V/240mA

D1R5

5.1k/0805

VR1

D2

R91R0/1206

R81R0/1206

MB6S

2.2mH/22ohm 1.0mH/6*8

ER1G

ER2G

07D271

Vin:120V/60Hz

L

N LED+

LED-

C6

10nF/500V

LED+

C7

100nF/100V_1206

GND2

GND2

C8

L1

2.2mH/22ohm

F1

1A250V

Q2

1A600V/TO-92

C10 10nF/50V

R14

1M/1206

R15

51K/0805

Q1

MMBT3906

D3 1N4148

R16

68R/1W

GND

VLN

FB

VCC DRAIN

DRAIN

CS

CS

U1

R11

R12R13 C9

GND2

BP3211

1uF/0805

240k/0805/1%

15k/0805/1%

200k/0805

D4

1N4148

Z1

5.1VOptional—效率提升电路

Optional—最大亮度提升电路

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典型应用

BP321X Family 应用拓扑 内置功率MOSFET

Buck Buck-Boost BV(V) Rdson(Ω)

BP3211 <=10W 不推荐 300 3

BP3212 <=13W 不推荐 300 2

BP3216 <=8W <=6W 600 5

BP3218 Controller，外驱动MOS，可推更大功率

DRAIN

GND

CS

DRAIN

CS

VLN

FB

VCC

BP3211

XXXXXY

WWXYY OUT

GND

NC

VCC

CS

VLN

NC

FB

BP

32

18

XX

XX

XY

XY

Y

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典型应用

AC Input DC output

28mm

43mm

Single Layer PCB

Single Winding Inductor

BP3212

11W Demo

11

典型应用

效率和调整率

Vout (V) Pin (W) Vin (V) Iout (mA) Efficiency PF

33.92 9.4 120 241 87.3% 0.91

37 10.2 120 240 87.6% 0.92

40.2 11.0 120 240 87.8% 0.93

43.2 11.8 120 239 87.8% 0.94

46.2 12.5 120 238 87.9% 0.95

49.4 13.3 120 236 88.0% 0.96

Vin (V) Pin (W) Vout (V) Iout (mA) Efficiency PF

90 10.2 42.7 208 86.7% 0.98

100 11.4 43.1 231 87.0% 0.98

110 12.0 43.3 241 87.2% 0.96

120 11.8 43.2 239 87.6% 0.94

130 11.4 43.0 232 87.7% 0.92

135 11.1 42.9 227 87.9% 0.90

12

典型应用

调光兼容性

调光器品牌 调光器型号 兼容性

LEVITON 6633-P OK

LEVITON 6684 OK

LEVITON 6683 OK

LEVITON IP106 OK

LEVITON 6613-P OK

LUTRON TT-300NLH OK

LUTRON DV-603PG OK

LUTRON CN-600P OK

LUTRON DV-600PH OK

LUTRON D-603PH OK

LUTRON AY-600P OK

LUTRON TGCL-153PH OK

LUTRON TG-600PNLH OK

LUTRON S-600P OK

调光器品牌 调光器型号 兼容性

LUTRON LGCL-153PLH OK

LUTRON GL-600H OK

LUTRON DVCL-153PL OK

LUTRON TG-603PG OK

LUTRON TGCL-153P OK

LUTRON CTCL-153PD OK

LUTRON TG-603P OK

LUTRON CT-600P OK

LUTRON S-600 OK

LEGRAND CD703-PW OK

LEGRAND CDLV703-PW OK

LEGRAND DCL453-PTC OK

LEGRAND D703-PTC OK

LEGRAND DLV703-PLA OK

13

典型应用

调光曲线

14

典型应用

输入电压电流波形

Input Voltage

Input Current

不接调光器 最大亮度

最小亮度

Line Voltage

Input Current

Input Voltage

中间亮度

15

典型应用

启动波形

不接调光器 65mS

最小亮度 400mS中间亮度 100mS

Input Voltage

Output Current

Input Voltage

Output Current

16

典型应用

正常工作波形

输入电压波谷处,Ton_max=8uS输入电压波峰处

Input currentInput current

Bus voltage

Bus voltageSW

SW

SW node

Inductor Current

Input Voltage

SW node

Inductor Current

Input Voltage

17

典型应用

输出短路波形

输出短路，以低频5KHz工作

18

典型应用

输出开路波形

输出开路到正常工作再到开路

SW

Vout

SW

Vout

LED

Connected

LED

Open again

19

典型应用

温度特性

Component No Dimmer With Dimmer at 50% Brightness

With Dimmer at 25% Brightness

BP3211 66 50 39

Transformer 57 49 37

Output Diode 62 49 39

Input Bridge 70 64 40

Input resistor 55 49 40

EMI inductor 52 48 39

RC dampingresistor

56 54 39

20

典型应用

传导特性

Input=120VAC

L line PK&AV

scan

PK 扫描PK L 界线

Input =120VAC

N line PK&AV

scan

AV 扫描AV L 界线

PK 扫描PK L 界线

AV 扫描AV L 界线

21

典型应用

辐射特性

Input=120VAC CDN Test

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应用注意事项

应用场合及特点

•高可靠性•适用于低输入电压应用 85~132Vac输入，兼容可控硅调光，且有PF要求的场合•无主动Bleeder电路•内置全面的保护功能•专利算法，兼容性好•外围元件少，体积小•成本低，(集成MOSFET，单绕组电感，单面PCB)

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应用注意事项

拓扑结构的选择

适用于 Buck / Buck-Boost/Fly-back拓扑结构

Buck电压和电流应力较小，典型效率在88%左右；如果不加效率提升电路，效率会下

降 ~2%左右

Buck-Boost应用在输出电压较高的场合，应注意其MOSFET电压为(Vin+Vo)

输出电压大于50V时，推荐使用Buck-Boost

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应用注意事项

电感设计

使用设计表格来计算电感量和匝数，注意需要验证电感量使功率管在波峰

时的开通时间在4-5us之间，开通时间较小会使输入电流两端上翘较多，影响

EMI性能，同时因为波峰时的输入电流更小，会更容易触碰到可控硅的维持

电流，造成闪烁的风险，开通时间太大则会影响输出电流精度，推荐设计在

4.5us左右

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应用注意事项

输入滤波器设计

Damping

输入滤波器

BD1

C4

2.2uF/25V

L4

R4

100K/1206

R6

200K/1206

R7

3.3K

L2

R1

5.1k

R10

20K/1206C5

220uF/63V

C2

220nF/250V

C3

220nF/250V

R2

470R/1WC1

220nF/250V

R3

5.1k

L3

EE13

Vo:42V/240mA

D1R5

5.1k/0805

VR1

D2

R91R0/1206

R81R0/1206

MB6S

2.2mH/22ohm 1.0mH/6*8

ER1G

ER2G

07D271

Vin:120V/60Hz

L

N LED+

LED-

C6

10nF/500V

LED+

C7

100nF/100V_1206

GND2

GND2

C8

L1

2.2mH/22ohm

F1

1A250V

Q2

1A600V/TO-92

C10 10nF/50V

R14

1M/1206

R15

51K/0805

Q1

MMBT3906

D3 1N4148

R16

68R/1W

GND

VLN

FB

VCC DRAIN

DRAIN

CS

CS

U1

R11

R12R13 C9

GND2

BP3211

1uF/0805

240k/0805/1%

15k/0805/1%

200k/0805

D4

1N4148

Z1

5.1V

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应用注意事项

输入滤波器设计

A：首选色环电感，因为色环电感容易饱和，储能小，不容易发生震荡。对于12W

以上的应用的话，π型滤波器的电感可以用工字电感。输入电感可以用低阻的色环电感，如果发热较高的话可以使用多个色环电感并联。

B: 输入damping电阻的选择（R16），此电阻关系到调光效果，较重要，较大的输

入电阻使得输入电流在可控硅开通瞬间震荡较小，不容易使可控硅误关闭，但是会带来更多的效率和热损耗，在实际调试中，应使用示波器观测输入电流波形，当可控硅开通瞬间的电流过冲回到稳态时，较为平滑为好。并且电阻值应留有一定余量，以避免在实际应用中输入线电感的影响。此damping电阻可以由若干功率电阻串并联而成。（提高效率输入电路短接电路在后续介绍）

C：输入电容的选择（C1，C3），当传导EMI不通过时，可以加大π型滤波器的电容值和两个电感的感量。

D：输入RC damping电路的选择（R2,C2），此RC的功能为在可控硅开通瞬间从母线拉取一定的电流，避免输入电流回振到零，对于4-8W应用，使用100nF和470ohm即可，对于10W以上应用，使用220nF和470ohm较好。对于3W左右应用，可以不使用此RC电路，但是应加大输入电阻至150ohm以上， π型滤波器也可以由一个稍大（470nF或者220nF）的电容代替。

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应用注意事项

供电回路设计

供电回路

BD1

C4

2.2uF/25V

L4

R4

100K/1206

R6

200K/1206

R7

3.3K

L2

R1

5.1k

R10

20K/1206C5

220uF/63V

C2

220nF/250V

C3

220nF/250V

R2

470R/1WC1

220nF/250V

R3

5.1k

L3

EE13

Vo:42V/240mA

D1R5

5.1k/0805

VR1

D2

R91R0/1206

R81R0/1206

MB6S

2.2mH/22ohm 1.0mH/6*8

ER1G

ER2G

07D271

Vin:120V/60Hz

L

N LED+

LED-

C6

10nF/500V

LED+

C7

100nF/100V_1206

GND2

GND2

C8

L1

2.2mH/22ohm

F1

1A250V

Q2

1A600V/TO-92

C10 10nF/50V

R14

1M/1206

R15

51K/0805

Q1

MMBT3906

D3 1N4148

R16

68R/1W

GND

VLN

FB

VCC DRAIN

DRAIN

CS

CS

U1

R11

R12R13 C9

GND2

BP3211

1uF/0805

240k/0805/1%

15k/0805/1%

200k/0805

D4

1N4148

Z1

5.1V

A

B

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应用注意事项

供电回路设计

供电回路工作原理

在MOS关断通过D2续流的过程中，C7上的电压差为Vo，其中GND2对地的电压为0V，点A对地的电压为Vo；C4上的压差为Vcc，点B对地电压为Vcc；这个过程可以看做输出通过D1，R5

对芯片Vcc供电，供电电流为(Vo-Vcc)/R5

在MOS导通过程中，GND2的电位被拉到Vin(对地)，由于电容上的电压不突变，点A对地电压为Vo+Vin,点B对地电压为Vcc+Vin; C7上存储的能量将在这个过程中部分释放到C4上而给芯片供电

和传统的由输出供电电路相比，多了一个C7自举电容，里面所存储的能量在MOS导通的时候，继续给芯片供电，增强了供电能力

D4为了防止在MOS导通时，点B通过R4对输入放电，导致在低亮度时候Vcc重启而闪烁

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应用注意事项

供电回路设计

供电回路参数设计

A：VCC电容C4推荐使用2.2uF/25V

B: C7耐压应高于开路保护时的输出电压并留有一定余量，多数情况下，100nF/100V的电容为推荐值，应使用示波器隔离探头观察调光时的VCC电压变化，VCC电压不应跌落到11V以下，以保证芯片供电充足。

C：启动电阻，100K-330K都可以。推荐100k

D：供电电阻R5，此电阻需根据输出电压调整。并且应验证最小调光角度时VCC电压，以及是否发生闪烁，计算公式为：

mA

VVoutR

4

195

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应用注意事项

效率提升电路设计

BD1

C4

2.2uF/25V

L4

R4

100K/1206

R6

200K/1206

R7

3.3K

L2

R1

5.1k

R10

20K/1206C5

220uF/63V

C2

220nF/250V

C3

220nF/250V

R2

470R/1WC1

220nF/250V

R3

5.1k

L3

EE13

Vo:42V/240mA

D1R5

5.1k/0805

VR1

D2

R91R0/1206

R81R0/1206

MB6S

2.2mH/22ohm 1.0mH/6*8

ER1G

ER2G

07D271

Vin:120V/60Hz

L

N LED+

LED-

C6

10nF/500V

LED+

C7

100nF/100V_1206

GND2

GND2

C8

L1

2.2mH/22ohm

F1

1A250V

Q2

1A600V/TO-92

C10 10nF/50V

R14

1M/1206

R15

51K/0805

Q1

MMBT3906

D3 1N4148

R16

68R/1W

GND

VLN

FB

VCC DRAIN

DRAIN

CS

CS

U1

R11

R12R13 C9

GND2

BP3211

1uF/0805

240k/0805/1%

15k/0805/1%

200k/0805

D4

1N4148

Z1

5.1V效率提升电路

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应用注意事项

效率提升电路设计

工作原理为，当可控硅导通瞬间，R14和R15分压后给C10充电，当C10电压高于MOSFET导通阀值时，MOSFET导通，短接R16电阻

此电路有两个时间常数，一个是C10充电到Q2开通的速度，一个是R16为母线CBB电容充电的速度，这两个时间要尽量相同才比较好，如果Q2开通慢，则损失效率，如果R16为母线充电慢，则容易发生Q2开通后的输入电流震荡（表现为输入电流出现两个明显尖峰，并且第二个尖峰之后有震荡），有影响调光的风险。

推荐C10为10nF至22nF。R16值为47-82欧姆，太小的电阻会带来震荡，太大电阻使R16对母线电容的充电时间太长，当Q2介入后，也会带来震荡，而且R16太大也影响效率。对于120V应用，R14和R15一般不用变，除非所使用的Q2的阈值电压有较大变化

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应用注意事项

效率提升电路设计

32

下图参数波形R16变成200ohm波形C10变成22nF波形

输入电流出现两个尖，且第二个尖回调时震荡较严重 效率最好，震荡可以接受 基本无震荡，但效率稍差

Q2 Vgs

Q2 Vds

输入电流

Q2 Vgs

Q2 Vds

输入电流

Q2 Vgs

Q2 Vds

输入电流

因为buck结构母线电压不会回到零，所以R14和R15的分压应保证在谷底时可以使Q2

关闭。

实际设计中应检验上图中三点波形，选择合适的C10和R16参数，

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应用注意事项

最大亮度提升电路

BD1

C4

2.2uF/25V

L4

R4

100K/1206

R6

200K/1206

R7

3.3K

L2

R1

5.1k

R10

20K/1206C5

220uF/63V

C2

220nF/250V

C3

220nF/250V

R2

470R/1WC1

220nF/250V

R3

5.1k

L3

EE13

Vo:42V/240mA

D1R5

5.1k/0805

VR1

D2

R91R0/1206

R81R0/1206

MB6S

2.2mH/22ohm 1.0mH/6*8

ER1G

ER2G

07D271

Vin:120V/60Hz

L

N LED+

LED-

C6

10nF/500V

LED+

C7

100nF/100V_1206

GND2

GND2

C8

L1

2.2mH/22ohm

F1

1A250V

Q2

1A600V/TO-92

C10 10nF/50V

R14

1M/1206

R15

51K/0805

Q1

MMBT3906

D3 1N4148

R16

68R/1W

GND

VLN

FB

VCC DRAIN

DRAIN

CS

CS

U1

R11

R12R13 C9

GND2

BP3211

1uF/0805

240k/0805/1%

15k/0805/1%

200k/0805

D4

1N4148

Z1

5.1V 最大亮度提升

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应用注意事项

最大亮度提升电路

能源之星要求，系统接调光器后的最大亮度在不接调光器时的80%之上

工作原理：当不接调光器时，VLN脚上的电压超过3V（通常在3.4-3.6V左右，可以用万用表测量）VLN脚大于3V后，芯片内部前馈电路使CS峰值降低，从而压低不接调光器时的最大电流，这样当接调光器时，VLN脚会稍低，从而提升最大输出电流。(不接调光器时前馈更深，将电流压的幅度更多，减小和接调光器时的差值)

最大亮度提升电路 调光器 输出电流 VLN电压

× × 270mA

× √ 200mA

√ × 235mA >3V 较高

√ √ 200mA 较低

VCS_TH

VVLN

3V 3.5V

400mV345mV

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应用注意事项

最大亮度提升电路

设计此电路时，应在满足80%的亮度要求时，尽量减少前馈对CS的影响，以免过多的变量影响输出功率的批量一致性。同时也避免影响太多的线电压调整率

当输出电压改变时，需微调电阻值，R12基本上不用变，当输出电压变高时，略微减小R11，当输出电压变低时，略微增加R11。R13可以用来微调最大电流提升的幅度。应取在100k至300k之间。C9基本上也不用变。

注意：R11和R12需要选用1%精度的电阻*为防止开路时，VLN电压过高，导致CS过低

而使开路电压升高，推荐使用5.1V稳压管

需用漏电流小的稳压管，要保证在不接调光

器的时候，VLN的电压在3.5V以上，该电路才

会有提升最大亮度的效果

漏电大稳压管会将VLN的电压拉到3V以下，

使最大亮度提升电路失效

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应用注意事项

FB回路和开路电压设计

BD1

C4

2.2uF/25V

L4

R4

100K/1206

R6

200K/1206

R7

3.3K

L2

R1

5.1k

R10

20K/1206C5

220uF/63V

C2

220nF/250V

C3

220nF/250V

R2

470R/1WC1

220nF/250V

R3

5.1k

L3

EE13

Vo:42V/240mA

D1R5

5.1k/0805

VR1

D2

R91R0/1206

R81R0/1206

MB6S

2.2mH/22ohm 1.0mH/6*8

ER1G

ER2G

07D271

Vin:120V/60Hz

L

N LED+

LED-

C6

10nF/500V

LED+

C7

100nF/100V_1206

GND2

GND2

C8

L1

2.2mH/22ohm

F1

1A250V

Q2

1A600V/TO-92

C10 10nF/50V

R14

1M/1206

R15

51K/0805

Q1

MMBT3906

D3 1N4148

R16

68R/1W

GND

VLN

FB

VCC DRAIN

DRAIN

CS

CS

U1

R11

R12R13 C9

GND2

BP3211

1uF/0805

240k/0805/1%

15k/0805/1%

200k/0805

D4

1N4148

Z1

5.1V

FB回路

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应用注意事项

FB回路和开路电压设计

FB OVP的阈值为1V，输出通过分压电阻后，若大于1V，认为系统进入开路状态

FB下电阻R8推荐<=5.1kohm，调节上电阻来设置过压保护点。过压保护电压需要至少比正常工作电压大25%-30%以上，推荐把输出电容耐压值用满，以保证量产可靠性。

FB下电阻并联一个47~100PF左右的电容，以提高抗干扰能力；Layout时，请尽量远离动点，以免受到干扰

FBL

FBHFBLOVP

R

RRV

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应用注意事项

续流二极管的选取(Buck应用)

耐压

MOS导通时，续流二极管上所承受的反向电压为Vin；在132Vac应用场合，推

荐续流二极管的反向耐压为400V

续流二极管建议选取快恢复二极管(ES1G或同等级)

若因为EMC需要，选用了较慢的二极管或者在二极管两端并联了RC，为保证

不误触发开路保护，应在FB下电阻上并联100pF的电容来增加屏蔽时间(芯片

内部屏蔽时间约为1.5us)

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应用注意事项

输出电容的选取

较大的输出电容有助于减少输出电流的纹波，对调光稳定性也有帮助，对于100mA-

200mA应用，推荐使用100uF以上的电容，对于大于200mA的应用，推荐使用220uF以上的电容。

在3W的应用中，甚至可以使用表贴陶瓷电容来替代电解电容以实现更小的体积，缺点是输出电流纹波会变大。

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应用注意事项

假负载的选取

推荐假负载耗散掉输出功率的1.5%以下，使用太轻的假负载时，需要测试开路保护，验证开路电压是否会持续上升。

当假负载的值较大时（假负载较轻），会出现调光器调到最小时LED没有关闭的情

况，如果希望可以使灯关闭，则需要加重假负载，这是因为调光器有一定的漏电流，必须将其消耗掉才可以使灯关闭。

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调试问题解决

A：高亮度的时候闪烁或者亮度有跳变。这种情况一般是调光器工作不稳定，hold电流不够或者震荡太深。需要用示波器

电流探头看输入电流，增大Damping电阻R16使震荡减小并且电流下探幅度留有一定余量。R2和C2 damping电路一般不需要改动。

B：小亮度的时候的微闪。增加输出电容会有所帮助。

C：最小亮度的时候的明显闪烁。或者缓慢闪烁这种情况一般是VCC供电不足，适当减小供电电阻R5会有所帮助。R5推荐

值为5.1kohm，当输出电压增加或减小时，此电阻也应相应增加或减小。调整假负载也会有些帮助。启动电阻减小到100kohm同时串联1N4148。

闪烁的问题

震荡太深，会导致Hold电流不足

加大damping电阻

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调试问题解决

EMI的问题

(1) EMI传导不过时，考虑加大π型滤波器的电容，

(2) EMI辐射不过时，考虑在LED+或者LED-到地并联1-10nF电容 （C6）