在低功率電源設計中，非隔離方案因其低成本、小體(ti) 積和高效率的優(you) 勢，廣泛應用於(yu) LED照明、小家電供電等領域。本文以‌BP2509‌芯片為(wei) 核心，詳細解析一款非隔離電源方案的設計流程，涵蓋拓撲選擇、參數計算、PCB布局及調試優(you) 化，為(wei) 工程師提供一套完整的實戰指南。

‌1. 引言：非隔離方案的應用場景與挑戰‌

非隔離電源（Non-Isolated Power Supply）省略了變壓器，直接通過開關(guan) 電路實現電壓轉換，具有以下特點：

• ‌優點‌：成本低（減少磁性元件）、體積小、效率高（典型效率>85%）。
• ‌缺點‌：輸入與輸出不隔離，需嚴格處理安全間距和EMC問題。

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典型應用‌：LED驅動電源（如球泡燈、筒燈）、小功率適配器（5W以下）、家電輔助供電等。
‌BP2509芯片定位‌：一款高性能電流模式PWM控製器，支持寬輸入電壓（8V-450V），內(nei) 置高壓啟動電路，適用於(yu) Buck、Buck-Boost等非隔離拓撲。內(nei) 部框架圖如下所示

‌2. BP2509芯片功能解析‌

‌2.1 關鍵特性‌

• ‌寬輸入電壓範圍‌：8V-450V DC，支持全球電壓（需外圍電路配合）。
• ‌內置高壓啟動電路‌：簡化外部啟動電阻設計。
• ‌逐周期電流限製‌：防止電感飽和和開關管過流。
• ‌低待機功耗‌：<100mW（空載時進入打嗝模式）。

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2.2 引腳功能速覽‌

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3. 非隔離Buck電路設計步驟‌

以下以‌24V LED驅動電路‌（輸入：90-265V AC，輸出：24V/0.5A）為(wei) 例，說明設計流程。

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3.1 電路拓撲選擇‌

采用‌Buck拓撲‌（降壓型），結構簡單且效率高。
‌關(guan) 鍵元件‌：BP2509、功率MOS管、續流二極管、儲(chu) 能電感、輸出電容。

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3.2 關鍵參數計算‌

• ‌開關(guan) 頻率設定‌：
  通過RT引腳外接電阻設定頻率，公式：
  $f_{sw}=\frac{25\times 10^3}{R_T(k\Omega )}$（kHz）
  本例選擇$R_T=100k\Omega \Rightarrow f_{sw}=250kHz$。

• ‌電感量計算‌：
  電感峰值電流需滿足：
  L = \frac{(V_{in\_max} - V_{out}) \times D_{max}}{f_{sw} \times \Delta I_L} }
  其中，$D_{max}=\frac{V_{out}}{V_{in\_min}\times \eta }\approx 0.3$，取ΔIL=30%×Iout，計算得$L\approx 220\mu H$。

• ‌輸出電容選型‌：
  電容需滿足輸出電壓紋波要求：
  C_{out} \geq \frac{\Delta I_L}{8 \times f_{sw} \times \Delta V_{ripple}} }
  假設允許紋波ΔV=240mV，計算得$C_{out}\ge 47\mu F$，選用100μF/50V電解電容。

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3.3 關鍵元件選型清單‌

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4. PCB布局與EMC優化‌

非隔離方案對PCB布局極為(wei) 敏感，需遵循以下原則：

1. ‌輸入濾波電路靠近AC端子‌：共模電感、X電容與整流橋就近布局。
2. ‌功率環路最小化‌：HV引腳→MOS管→電感→GND的路徑盡量短，減少輻射幹擾。
3. ‌敏感信號隔離‌：FB反饋走線遠離高壓區域，采用單點接地。
4. ‌散熱設計‌：MOS管和二極管下方鋪銅並開窗，增強散熱。

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EMC對策‌：

• 輸入端加裝壓敏電阻（MOV）和TVS管，抑製浪湧。
• 開關節點串聯磁珠或並聯RC吸收電路（如10Ω+220pF）。

‌5. 調試與性能測試‌

‌5.1 上電調試步驟‌

1. ‌空載測試‌：測量VCC電壓是否穩定（12V±5%），確認芯片正常啟動。
2. ‌帶載測試‌：逐步增加負載至0.5A，觀察輸出電壓是否穩定（24V±5%）。
3. ‌效率測試‌：記錄輸入功率（Pin）和輸出功率（Pout），計算效率：
   $\eta =\frac{P_{out}}{P_{in}}\times 100\%$，目標>85%。

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5.2 常見問題解決

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• ‌輸出電壓振蕩‌：檢查FB分壓電阻精度，或增加補償電容（10nF-100nF）。
• ‌MOS管過熱‌：確認開關頻率是否過高，或更換低Rds(on)型號。
• ‌EMC測試超標‌：調整吸收電路參數，或在輸入級增加π型濾波器。

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6. 安全設計與認證注意事項‌

• ‌安全間距‌：初級側（高壓區）與次級側（低壓區）間距≥3mm（加強絕緣需≥6mm）。
• ‌安規認證‌：需通過IEC/EN 61347-1（LED驅動電源標準）的耐壓測試（輸入-輸出間3000V AC/1min）。
• ‌過溫保護‌：可選配NTC熱敏電阻，通過FB引腳觸發芯片關斷。

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7. 結論‌

基於(yu) BP2509的非隔離方案在成本敏感型應用中表現出色，但需在電路設計、PCB布局和EMC處理上精益求精。本文提供的設計流程已在實際項目中驗證，可實現高效率（典型值88%）、低成本的LED驅動電源開發，適用於(yu) 球泡燈、工礦燈等多種場景。

（如需完整原理圖及BOM表，請聯係作者獲取。提供樣品，技術支持）