实现LED照明应用的无闪烁调光[4]

　　增加有源衰减电路和泄放电路可确保LED灯在极宽的调光范围内稳定工作，且无任何闪烁。

　　非隔离式LED驱动器

　　图8中的电路采用了隔离式设计。该设计能为驱动器与LED灯相隔离的照明系统提供全面的安全保护。这是高功率商业和工业照明系统常用的设计。对于驱动器与LED灯同时集成在同一外壳中的应用来说，就像替换灯一样，通常采用隔离式设计和非隔离式设计。采用非隔离式设计可以大幅减少元件数并降低系统成本。PI的LinkSwitch?-PL系列器件可提供单级功率因数校正和恒流控制，同时集成了一个725 V MOSFET，非常适合非隔离应用。图11所示为使用LinkSwitch-PL LNK457DG (Ref2)设计的5 W可调光的功率因数校正LED驱动器的电路图。

　　本设计是低成本、低元件数和PCB占用面积小的解决方案，可用于白炽灯替换灯。使用包括前沿可控硅调光器在内的所有调光器类型，都可以实现无闪烁及100:1的调光范围。由于元件间具有一致的调光性能，因此启动时间小于300 ms。在可调光模式下，115/230 VAC输入的效率 >73%；在非调光模式下，115/230 VAC输入的效率 >78%，且功率因数 >0.9。

　　在设计中，变压器不需要添加偏置绕组，恒流模式设定点由R18上的电压降决定。然后将电压反馈到U1的FB引脚。输出过压保护由VR2和R14提供。

　　图13显示了反馈电压如何用于让前沿调光器进行调光。

　　LED输出电流由FB引脚电压控制，FB引脚电压随可控硅调光器的导通角按比例进行变化。当导通角减小时，FB引脚参考电压随之降低，从而减小LED平均电流。在接近主半周期持续时间的25%时(?OS)，开始调整FB引脚电压。在?OS和?OL之间，相位角与反馈电压VFB之间存在线性关系。在?OL之后，可控硅导通角变得非常小，IC以恒定的频率和占空比进行开环，其内部集成的高压功率MOSFET能够处理严重切角的输入电压所带来的最大功率，从而产生深度调光的光输出。为使调光器中的可控硅保持维持电流，LinkSwitch-PL可将MOSFET导通时间朝AC输入电压的过零点进行延长，从而提供有源泄放或维持功能。

　　本设计中集成了有源衰减和泄放电路，可确保所有类型的调光器控制在最差条件下均能进行无闪烁工作。对于非调光应用，可以省略这些元件。

　　从上面介绍的两种应用情况可以看出，如果所采用的控制器既能执行功率因数校正，又能执行恒流驱动和相位角检测，那么设计出的隔离式及非隔离式LED驱动器就能与所有类型的调光控制器实现稳定工作。此外，还能使电路满足所有国际标准的效率、功率因数、谐波和EMI要求。过去，白炽灯泡必须针对特定的电源电压进行制造。现在，却不必再受此限制，制造出的可调光LED灯可以不经任何改装而通用于世界各地。

　　参考文献

　　1.RDR-193: Reference Design Report for a High Efficiency (≥81%), High Power Factor (>0.9) TRIAC Dimmable 7 WTYP LED Driver Using LinkSwitch-PH LNK403EG. Power Integrations Inc.

　　2.RDR-251: Reference Design Report for a 5 W Dimmable Power Factor Corrected LED Driver (Non-Isolated) Using LinkSwitch-PL LNK457DG. Power Integrations Inc.

　　作者：Bill Weiss

　　照明应用业务开发经理

　　Power Integrations