理论教育 LED晶闸管调光驱动方案解析

LED晶闸管调光驱动方案解析

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:图7-15 晶闸管调光器原理a)内部典型电路 b)工作波形LED无法直接使用晶闸管调光器输出的交流电压,必须通过驱动电源转换,才能实现LED的晶闸管调光。LED晶闸管调光照明中采用反激拓扑的典型应用如图7-16所示。LED晶闸管调光方式的优点在于,可以使LED灯具很方便地替换原有照明系统中采用晶闸管调光的传统灯具,电压调节速度快。图7-16 常规的LED晶闸管调光原理图

LED晶闸管调光驱动方案解析

晶闸管调光器,也称TRIAC调光器,主要用于白炽灯卤素灯调光,其工作原理是通过对输入交流电波形进行斩波,从而调节传递给负载的能量,改变输出功率。晶闸管调光器的内部典型电路如图7-15a所示,一般包括双向晶体管TRIAC、双向触发二极管DIAC、电位器RP、限流电阻R和电容C。双向晶体管TRIAC属于NPNPN五层器件,三个引脚T1、T2、G中T1、T2为主端子,G为门极,只要门极G和任一主端子之间的电压差超过其转折电压,该器件都能导通,因此它可以双向导通。交流电在正半周时通过电位器RPR给电容C充电,当C两端电压达到DIAC导通电压+TRIAC转折电压时,DIAC导通,触发TRIAC导通;交流电在负半周时,通过给C反向充电触发TRIAC导通。设从TRIAC开始承受正向电压起到开始导通这一角度为控制角α,TRIAC导通的角度为导通角θθ=p-α。则RP、RC的取值决定了调光器的控制角α,通过调节电位器RP可改变α,从而改变调光器输出到负载上的电压波形,调光器工作波形如图7-15b所示,从A点输入的是标准交流电,从B点输出的是经调光器斩波后的阴影部分。

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图7-15 晶闸管调光器原理

a)内部典型电路 b)工作波形

LED无法直接使用晶闸管调光器输出的交流电压,必须通过驱动电源转换,才能实现LED的晶闸管调光。LED晶闸管调光照明中采用反激拓扑的典型应用如图7-16所示。其调光原理是,首先晶闸管调光器将交流市电斩波后,经整流桥转换为直流脉动电压,经幅值/相角检测电路把直流脉动电压的有效值或导通角信号送给LED控制IC,然后在控制IC内部逻辑的作用下,调整GATE引脚输出的PWM驱动信号占空比,以调整传递给二次侧的能量,达到调光的目的。

LED晶闸管调光方式的优点在于,可以使LED灯具很方便地替换原有照明系统中采用晶闸管调光的传统灯具,电压调节速度快。缺点在于,调光器工作在斩波方式,会产生大量谐波,造成电磁干扰,并导致电源效率功率因数的降低;TRI-AC调光器是为调节阻性负载的功率而设计的,而且不同的TRIAC调光器性能有所不同,在设计LED驱动时要考虑负载特性匹配和兼容性问题;此外,LED晶闸管调光容易出现人眼可观察到的闪烁问题。一般来说,造成闪烁的原因主要有以下两种:(www.daowen.com)

1)市面上的TRIAC调光器参数各异、功率等级不同,其维持电流为7~75mA,导通以后的电流必须大于这个维持电流才能正常工作,否则会出现误关断情况,导致驱动电源的适应性差及LED闪烁[7]

2)当TRIAC导通角较小时,其输入电压和输入电流都变得很小,容易导致控制芯片供电电压或电流不足,从而使其无法正常工作,产生闪烁现象。

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图7-16 常规的LED晶闸管调光原理图

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