LED照明應(yīng)用的無閃爍調(diào)光實現(xiàn)方案

　　增加有源衰減電路和泄放電路可確保LED燈在極寬的調(diào)光范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，且無任何閃爍。

　　非隔離式LED驅(qū)動器

　　圖8中的電路采用了隔離式設(shè)計。該設(shè)計能為驅(qū)動器與LED燈相隔離的照明系統(tǒng)提供全面的安全保護(hù)。這是高功率商業(yè)和工業(yè)照明系統(tǒng)常用的設(shè)計。對于驅(qū)動器與LED燈同時集成在同一外殼中的應(yīng)用來說，就像替換燈一樣，通常采用隔離式設(shè)計和非隔離式設(shè)計。采用非隔離式設(shè)計可以大幅減少元件數(shù)并降低系統(tǒng)成本。PI的LinkSwitch?-PL系列器件可提供單級功率因數(shù)校正和恒流控制，同時集成了一個725 V MOSFET，非常適合非隔離應(yīng)用。圖11所示為使用LinkSwitch-PL LNK457DG (Ref2)設(shè)計的5 W可調(diào)光的功率因數(shù)校正LED驅(qū)動器的電路圖。

　　圖11:電路圖–去除突出顯示的結(jié)構(gòu)框即可用于非調(diào)光應(yīng)用。

　　本設(shè)計是低成本、低元件數(shù)和PCB占用面積小的解決方案，可用于白熾燈替換燈。使用包括前沿可控硅調(diào)光器在內(nèi)的所有調(diào)光器類型，都可以實現(xiàn)無閃爍及100:1的調(diào)光范圍。由于元件間具有一致的調(diào)光性能，因此啟動時間小于300 ms。在可調(diào)光模式下，115/230 VAC輸入的效率 >73%;在非調(diào)光模式下，115/230 VAC輸入的效率 >78%，且功率因數(shù) >0.9。

　　圖12:驅(qū)動器集成在A19 LED替換燈中(電路板從殼體中去除)。

　　在設(shè)計中，變壓器不需要添加偏置繞組，恒流模式設(shè)定點由R18上的電壓降決定。然后將電壓反饋到U1的FB引腳。輸出過壓保護(hù)由VR2和R14提供。

　　圖13顯示了反饋電壓如何用于讓前沿調(diào)光器進(jìn)行調(diào)光。

　　圖13:FB引腳參考電壓與可控硅相位角之間的函數(shù)關(guān)系。

　　LED輸出電流由FB引腳電壓控制，F(xiàn)B引腳電壓隨可控硅調(diào)光器的導(dǎo)通角按比例進(jìn)行變化。當(dāng)導(dǎo)通角減小時，F(xiàn)B引腳參考電壓隨之降低，從而減小LED平均電流。在接近主半周期持續(xù)時間的25%時(?OS)，開始調(diào)整FB引腳電壓。在?OS和?OL之間，相位角與反饋電壓VFB之間存在線性關(guān)系。在?OL之后，可控硅導(dǎo)通角變得非常小，IC以恒定的頻率和占空比進(jìn)行開環(huán)，其內(nèi)部集成的高壓功率MOSFET能夠處理嚴(yán)重切角的輸入電壓所帶來的最大功率，從而產(chǎn)生深度調(diào)光的光輸出。為使調(diào)光器中的可控硅保持維持電流，LinkSwitch-PL可將MOSFET導(dǎo)通時間朝AC輸入電壓的過零點進(jìn)行延長，從而提供有源泄放或維持功能。

　　本設(shè)計中集成了有源衰減和泄放電路，可確保所有類型的調(diào)光器控制在最差條件下均能進(jìn)行無閃爍工作。對于非調(diào)光應(yīng)用，可以省略這些元件。

　　從上面介紹的兩種應(yīng)用情況可以看出，如果所采用的控制器既能執(zhí)行功率因數(shù)校正，又能執(zhí)行恒流驅(qū)動和相位角檢測，那么設(shè)計出的隔離式及非隔離式LED驅(qū)動器就能與所有類型的調(diào)光控制器實現(xiàn)穩(wěn)定工作。此外，還能使電路滿足所有國際標(biāo)準(zhǔn)的效率、功率因數(shù)、諧波和EMI要求。過去，白熾燈泡必須針對特定的電源電壓進(jìn)行制造。現(xiàn)在，卻不必再受此限制，制造出的可調(diào)光LED燈可以不經(jīng)任何改裝而通用于世界各地。