基于DU8608可控硅調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)方案

1.引言

LED照明經(jīng)過(guò)發(fā)展后，由于本身具有綠色、節(jié)能、高效的特點(diǎn)，已逐漸開(kāi)始替代白熾燈熒光燈等傳統(tǒng)照明光源，成為21世紀(jì)的新一代照明光源。現(xiàn)階段市場(chǎng)上存在的LED調(diào)光方案有可控硅調(diào)光、脈寬調(diào)制調(diào)光、分段式開(kāi)關(guān)調(diào)光等。由于可控硅調(diào)光與白熾燈熒光燈的緊密結(jié)合性，使其在市場(chǎng)上占據(jù)主要地位。脈寬調(diào)制由于無(wú)法兼容可控硅引線，通常只能應(yīng)用于調(diào)光型臺(tái)燈，而分段式開(kāi)關(guān)調(diào)光無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)光。綜上所述，本文結(jié)合DU8608的特點(diǎn)和可控硅的優(yōu)點(diǎn)完成可控硅調(diào)光的LED驅(qū)動(dòng)。

2.可控硅的簡(jiǎn)介

可控硅又稱晶閘管。自從20世紀(jì)50年代問(wèn)世以來(lái)已經(jīng)發(fā)展成了一個(gè)大的家族，它的主要成員有單向晶閘管、雙向晶閘管、光控晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、可關(guān)斷晶閘管、快速晶閘管等等?？煽毓枵{(diào)光器是白熾燈時(shí)代的遺物。

可控硅相當(dāng)于可以控制的二極管，當(dāng)控制極加一定的電壓時(shí)，陰極和陽(yáng)極就導(dǎo)通了?？煽毓璺謫蜗蚩煽毓韬碗p向可控硅兩種，都是三個(gè)電極。單向可控硅有陰極、陽(yáng)極、控制極。雙向可控硅等效于兩只單項(xiàng)可控硅反向并聯(lián)而成。

2.1.可控硅的工作原理

圖片說(shuō)明：前沿可控硅調(diào)光器

電位計(jì)R2調(diào)整可控硅的相位角，當(dāng)VC2超過(guò)DIAC的擊穿電壓時(shí)，可控硅會(huì)在每個(gè)AC電壓前沿導(dǎo)通。當(dāng)可控硅電流降到其維持電流(IH)以下時(shí)，可控硅關(guān)斷，且必須等到C2在下個(gè)半周期重新充電后才能再次導(dǎo)通。燈泡燈絲中的電壓和電流與調(diào)光信號(hào)的相位角密切相關(guān)，相位角的變化范圍介于0度到180度之間。

可控硅一旦被觸發(fā)導(dǎo)通后，將持續(xù)導(dǎo)通到交流電壓過(guò)零時(shí)才會(huì)截止。為了避免開(kāi)機(jī)時(shí)的大電流沖擊，選用可控硅要有較大電流裕量。

此外觸發(fā)脈沖應(yīng)該有足夠的幅度和寬度才能使可控硅完全導(dǎo)通。為了保證可控硅在各種條件下均能可靠觸發(fā)，觸發(fā)電路所送出的觸發(fā)電壓和電流必須大于可控硅的觸發(fā)電壓UGT與觸發(fā)電流的IGT的最小值，并且觸發(fā)脈沖的最小寬度要持續(xù)到陽(yáng)極電流上升到維持電流以上，否則可控硅會(huì)因沒(méi)有完全導(dǎo)通而重新關(guān)斷。

2.2.可控硅的優(yōu)點(diǎn)

普通的白熾燈和鹵素?zé)敉ǔ２捎每煽毓鑱?lái)調(diào)光。因?yàn)榘谉霟艉望u素?zé)羰且粋€(gè)純阻器件，它不要求輸入電壓一定是正弦波，因?yàn)樗碾娏鞑ㄐ斡肋h(yuǎn)和電壓波形一樣，所以不管電壓波形如何偏離正弦波，只要改變輸入電壓的有效值，就可以調(diào)光。采用可控硅就是對(duì)交流電的正弦波加以切割而達(dá)到改變其有效值的目的。負(fù)載是和可控硅開(kāi)關(guān)串聯(lián)的。

改變可變電阻的分壓比就可以改變其導(dǎo)通角，從而實(shí)現(xiàn)改變其有效值的目的。通常這個(gè)電位器帶一個(gè)開(kāi)關(guān)，用于開(kāi)關(guān)燈。除了可控硅以外，還有晶體管后沿調(diào)光技術(shù)等。

3.DU8608的介紹

DU8608是一款高精度降壓型LED恒流電源控制芯片主要應(yīng)用于非隔離LED恒流驅(qū)動(dòng)電源系統(tǒng)。系統(tǒng)工作于電感電流連續(xù)模式(CCM)。采用獨(dú)特的閉環(huán)恒流控制專利TRUEC2技術(shù)，使得LED電源在寬輸入電壓、寬輸出電壓以及寬電感量變化下，輸出電流均能保持小于3%的恒流精度。DU8608采用了源極驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)效率高達(dá)95%.DU8608內(nèi)置模擬和PWM數(shù)字調(diào)光功能。DU8608集成了各種保護(hù)功能，包括輸出短路、輸出開(kāi)路、主電感短路保護(hù)、采樣電阻開(kāi)路、采樣電阻短路和過(guò)溫保護(hù)。從而提高了LED恒流電源的可靠性。

DU8608具有如下特點(diǎn)：

TRUEC2閉環(huán)恒流控制技術(shù)

3%系統(tǒng)恒流精度

模擬調(diào)光、PWM數(shù)字調(diào)光

采樣電阻開(kāi)路、短路保護(hù)

輸出過(guò)流、短路保護(hù)

主電感短路保護(hù)

輸出過(guò)壓保護(hù)

過(guò)溫保護(hù)

源級(jí)驅(qū)動(dòng)

4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

4.1.實(shí)驗(yàn)樣板

實(shí)驗(yàn)樣板見(jiàn)圖1和圖2.

4.2.實(shí)驗(yàn)原理圖

實(shí)驗(yàn)原理圖見(jiàn)圖3.

4.3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由于可控硅是將輸入電壓固定在一個(gè)點(diǎn)上，因此本次實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下：

輸入電壓：220V/50Hz

輸出電壓：76V

額定輸出電流：250mA

圖1:DU8608測(cè)試板

圖2:帶可控硅DU8608測(cè)試板

圖3:DU8608可控硅調(diào)光原理圖

調(diào)節(jié)可控硅旋鈕，當(dāng)調(diào)到2檔時(shí)，LED燈剛剛被點(diǎn)亮，此時(shí)輸出電流為93mA,輸入電流和輸入電壓波形如下，藍(lán)色代表輸入電壓，粉色代表輸入電流：

圖4:2檔時(shí)輸入電壓和輸入電流波形